طاقة الترابط

هي الطاقة اللازمة لتفكيك البلورة إلى مجموعة من الذرات الحرة(أو مجموعة من الجزيئات الحرة إذا كان التركيب البلوري جزيئي).
تتشكل البلورة المستقرة بالاعتماد على عدة شروط أهمها وجود قوى تجاذب بين الذرات تكافئ قوى التدافع. والشكلين ( 1 و 2) أدناه يبينان الحالات الممكنة للتأثير المتبادل بين ذرتين وضعت الأولى في مبدأ الإحداثيات O والثانية A يمكنها الحركة على المحورr، وبالتالي فان الطاقة الكامنة (الجهد،الوضع) (potential energy)، للجملة تساوي إلى الشغل المبذول بفعل قوة كولوم F بين الذرتين وبشكل رياضي:

وبشكل أخر

تكمن أهمية العلاقة ( 2) في إعطاء تصور مبدئي للوضع بين الذرتين وذلك عندما  (موجب) فان اتجاه القوة F سيكون بعكس الاتجاه r أي أن هناك تجاذب بين الذرتين وعندما  فان اتجاه القوة F سيكون باتجاه r أي أن هناك قوى تدافع (تنافر). لاحظ في الشكل الأول أن المنحني العلوي يبين حلة التدافع مهما كانت قيمة r، والأسفل حالة قوى التجاذب ،والمنقط يمثل الحالتين معا فمن أجل r>r₀ فان الذرات تتجاذب لأن  (طاقة ربط) ، ومن أجل r<r₀ هناك تدافع بين الذرات  ، وفي حال r=r₀ فان  أي أن 0= F وهذه الحالة تسمى حالة الاستقرار لان طاقة الوضع تكون في حالة النهاية الصغرى (أنظر الأشكال أعلاه).
يمكننا كتابة طاقة التأثير المتبادل بين ذرتين والتي يمثلها المنحني المنقط في الشكل الأول والمنحني الغامق في الشكل الثاني بالمعادلة العامة التالية:

حيث الرموز في البسط معاملات موجبة يطلب تعيينها،وكذلك الأس في المقام قيمه موجبة ،ويمثل الحد الأول قوى التدافع والحد الثاني قوى التجاذب.
في العلاقة ( 3) شرط النهاية الصغرى يحدد لنا قيمة r₀ اصغر مسافة بين الذرتين لتكون الجملة في حالة الاستقرار(أنظر الأشكال أعلاه) ووفقا للمعالجة الرياضية التالية:

ولذلك نفاضل العلاقة ( 3) وفقا لشرط المعادلة( 4) r=r₀ عند فنجد:

وبإعادة ترتيب العلاقة ( 5) نوجد العلاقة بين بيتا وإلفا وفقا للعلاقة التالية:

نعوض العلاقة ( 6) في ( 3) (شرط r=r₀ ) فنجد:

في العلاقة ( 7) عندما تكون n>m يصبح مابين القوسين سالب وبالتالي (U(r₀ تكون موجبة ومنه تكون القوة بإشارة سالبة ونكون أمام قوى تجاذب ( F=-kx). والعكس عندما تكون n<m تكون القوى قوى تنافر.  

يتبين عموما أن القوى بين الذرات تتكون من قوى تجاذب تسود عند المسافات اكبر من r₀ وقوى تنافر تسود عند المسافات اصغر من r₀ ، وتتعادل هذه القوى عند r=r₀ وضع الاستقرار. ودراسة الربط بين الذرات لتشكيل البلورات ستعتمد على هذا المبدأ .

مواضيع ذات صلة

دالة توزع بوز اينشتاين ( Bose – Einstein distribution)

دالة توزع فيرمي - ديراك (Fermi – Dirac distribution )

دالة توزع ماكسويل – بولتزمان (Maxwell – Boltzmann distribution)

تصنيف المواد الجامدة وفقا لنظرية الشرائط

البنية البلورية

الشبكة البلورية

القاعدة أو الأساس bases

التركيب العشوائي للمواد الصلبة

التركيب البلوري الصلب

الفيزياء الصلبة (فيزياء الجوامد)

السعة الحرارية وفق النموذج الكلاسيكي

طريقة المسحوق