Hume-Rothery kuralları

William Hume-Rothery'den sonra adlandırılan Hume-Rothery kuralları, bir elementin bir metal içinde çözünebileceği ve katı çözelti oluşturabileceği koşulları tanımlayan bir dizi kuraldır. İki kural kümesi vardır; biri yeralan katı çözeltilere karşılık gelir, diğeri arayer (interstisyel) katı çözeltilere karşılık gelir.

Yeralan katı çözelti kuralları

Yeralan katı çözeltiler için, Hume-Rothery kuralları aşağıdaki gibidir:

1. Çözünen madde ve çözücü atomlarının atom yarıçapı farkı %15'ten fazla olmamalıdır:

   ${\displaystyle \%{\mbox{ fark}}=\left({\frac {r_{cozunen}-r_{cozucu}}{r_{cozucu}}}\right)\times 100\%\leq 15\%.}$

2. Çözünen ve çözücünün kristal yapıları benzer olmalıdır.
3. Çözücü ve çözünen aynı değerde olduğunda tam çözünürlük oluşur.
4. Çözünen madde ve çözücü benzer elektronegatifliğe sahip olmalıdır. Elektronegatiflik farkı çok büyükse, metaller katı çözeltiler yerine metallerarası bileşik oluşturma eğilimindedir.

Arayer katı çözelti kuralları

Arayer katı çözeltiler için Hume-Rothery Kuralları şunlardır:

1. Çözünen atomlar, çözücü atomların yarıçapının %15'inden daha büyük olmayan bir yarıçapa sahip olmalıdır.
2. Çözünen madde ve çözücü benzer elektronegatifliğe sahip olmalıdır.
3. Çözünen ve çözücü geniş bir kompozisyon yelpazesi göstermelidirler.
4. Değerlik faktörü: iki öğe aynı değerliliğe sahip olmalıdır. Çözünen madde ve çözücü atomları arasındaki değerlik farkı ne kadar büyük olursa, çözünürlük o kadar düşük olur.

Ayrıca bakınız

• Gibbs enerjisi
• Faz diyagramı

Kaynakça

• Hume-Rothery Rules for Structurally Complex Alloy Phases. Taylor & Francis. 2010. ISBN . 

1. ^ Foundations of Materials Science and Engineering, 4th ed., W. Smith and J. Hashemi, pp.139-140 (2006).