إنّ تسمية هذا الطور مأخوذة ٌمن الكلمة الإغريقية (سمكتوز) (Smectose) التي تعني ما يشبه الصابون أو الشحم (grease-like or soap) لكون المركبات الأولى المحضرة لهذا النوع تشبه الصابون لذا أطلق عليه بالسمكتي ويرمز لهذا الطور بالرمز (S).(1)
في هذا الطور الجزيئات تتحرك في اتجاهين، ولها القابلية على الدوران حول محور واحد لذلك تكون أكثر لزوجة"، واقل حركة" من الطور النيماتي بالإضافة إلى امتلاكها لمدى قليل من درجات حرارة الانتقال، كما في الشكل الآتي:
إنّ المركبات الكيميائية الحاوية على الأطوار السمكتية المتنوعة تترتب حسب ارتفاع درجة الحرارة كما في الترتيب الآتي(2,3):
إنّ الجزيئات في معظم التنظيمات الجزيئية لهذا الطور مرتبةُ في طبقات معتمدة على درجة ترتب الجزيئات ضمن الطبقات، حيث يختلف التنظيم الجزيئي لهذا الطور عن الطورين السابقين (Ch,N) بالانتظام الموقعي بالإضافة إلى أنّ مراكز ثقل الجزيئات تكون مرتبة" ، لذلك فهي تمتلك درجات متنوعة من الرتبة داخل الأنواع الطبقية المختلفة للأطوار السمكتية(4) .
يمكن تصنيف الأطوار السمكتية بحسب ميل المحاور الجزيئية نسبة" إلى عمود الطبقة إلى:
1-الجزيئات التي تترتب بصورة عمودية في الطبقة (الترتيب العمودي) تؤدي إلى تكوين أطوارا سمكتية مثل SA, SB,SD,SE(5) .
2-الجزيئات التي تشكل زاوية" معينة" مع العمود المقام على مستوى الطبقة تكوّن أطوارا سمكتية مثل SC,SF,SG,SI,SH,SK,SM (6) كما في الشكل الآتي:
من خلال طريقة تراصف الجزيئات في الطبقات نستطيع تمييز صنفين رئيسين من الأطوار السمكتية(7):
الصنف الأول: البلورات السائلة السمكتية التركيبية.
Smectic Liquid Crystals with Structured Layers
تمتلك جزيئات هذا الصنف تنظيم جزيئي عالٍ مرتب أشبه بنظام الجزيئات في الطور الصلب لتُشكل كل طبقة تنظيما شبكيا ثنائي الإحداثيات مثل:
SB ,SE ,SH ,SI ,SG ,SJ ,SK
الصنف الآخر: البلورات السائلة السمكتية ( غير تركيبية ).
Smectic Liquid Crystals with Unstructured Layers
تمتلك جزيئات هذا الصنف تنظيم جزيئي غير مرتب ضمن الطبقات مثل:
SA, SC, SF, SD
وفيما يلي شرح موجز لأهم أنواع الطور السمكتي:
1- الطور السمكتي (A) (SA): Smectic phase
في هذا الطور السمكتي (SA) تتجه المحاور الطولية للجزيئات بصورة متوازية مع الموجّه للطبقة الطبيعية (n) (Layer normal)، بالإضافة إلى أنّ مراكز ثقل الجزيئات غير مرتبّ أي إنّ الجزيئات تكون طولية" أحادية" معتدلة" الترتب والمقطع العرضي محبب غير مرتب(8) كما موضح في الشكل الآتي:
اكتشف هذا الطور من قبل العالم فريدل (Friedel)(9) حيث تنتظم الجزيئات في هذا الطور على شكل طبقات موازية للعمود المقام على مستوى تلك الطبقة ولا توجد علاقة بين مراكز ثقل الجزيئات ضمن الطبقة الواحدة، وتتكرر المسافة بين مراكز ثقل الجزيئات في الطبقات المتجاورة بمسافة ثابتة، ومعدل الانتظام في هذا الطور أعلى من النيماتي ومن خلال دراسات الأشعة السينية (X-Ray) تبين بأنّ اغلب الحالات يكون سمك الطبقة (d) مساو تقريبا لطول الجزيئة (L)(d=L )(10) لوحظ فيما بعد بأنّه في المركبات القطبية الحاوية على هذا الطور تكون: (1.6 > d/L > 1.1 ،d=2L ) أو( 2L> d )(12,11)،كما هو موضح في الأشكال الآتية: :
2- الطور السمكتي (B) (SB)(62,63) :
إنّ الطور السمكتي (SB) يشبه الطور السمكتي (SA) (ترتيب عمودي)، لكنّ الاختلاف في درجة ترتب مراكز ثقل الجزيئات داخل الطبقات، حيث تكون أكثر انتظاما" ضمن الطبقة الواحدة، ويظهر ذلك جليا" من خلال دراسة الأشعة السينية (X-Ray):
تترتب الجزيئات في هذا الطور بشكل سداسي منتظم (Hexagonal) ضمن الطبقة الواحدة وإنّ سمك الطبقة (d) يكون مساوٍ تقريبا لطول الجزيئة (L).
3- الطور السمكتي (C) (SC)(13):
في الطور السمكتي (SC) يكون اتجاه المحاور الطولية للجزيئات غير موازٍ لموجّه الطبقة(14).
إنّ مراكز ثقل الجزيئات غيرُ مرتبة وبذلك تكون الجزيئات مرتبة" بشكل مائل طوليا والمقطع العرضي محببا" ومرتبا". حيث يكون الترتيب مشابه للطور (SA) إلا أنّ جزيئاته تترتب بشكل يعمل زاوية" معينة" مع العمود المقام على مستوى الطبقة، وتدعى هذه الزاوية بزاوية الميل(Tilt – angle ) ويمكن قياسها باستخدام العلاقة الآتية(15):
(3-1) Cos q = dc / L
حيث أن: dc تعني سمك الطبقة في هذا الطور (SC)، L طول الجزيئة.
4- الطور السمكتي (E) (SE)(16):
من خلال دراسات الأشعة السينية وجد أنّ التنظيم الجزيئي لهذا الطور عالٍ جدا" إلى درجة مماثلة لانتظام الحالة الصلبة وبالتالي يمتلك الصفات الفيزيائية للحالة البلورية الصلبة. ويشابه أيضا إلى حد كبير التنظيم الجزيئي للطور السمكتي (SB) ولكنّ أوجه الاختلاف تتركز في حرية حركة الجزيئات، حيث أنّ حركة التدلي (Flapping motion ) لهذا الطور محدودة ٌلذلك يكون مدى انتظامه اكبر من (SB).
5- الطور السمكتي (F) (SF)(17):
إنّ ترتيب الجزيئات في هذا الطور هي حالة وسطية بين SC, SB حيث تميل الجزيئاتُ في كلّ طبقة بشكل مشابه إلى طور (Sc) ولكن التنظيم الموقعي لهذه الجزيئات لا يكون عشوائيا" ضمن الطبقة الواحدة، كما في الطور السمكتي (SC) ولا يكوّن تنظيما" سداسيا" منتظما" بشكل مشابه للطور السمكتي (SB).
6- الطور السمكتي (H) (SH) (18,19):
يدعى أيضا" بالطور السمكتي (Bt) أو الطور (SB) المائل لكونه يتشابه في التنظيم السداسي للجزيئات كما في طور (SB) وفي ميل الجزيئات ضمن كلّ طبقة كما في طور (Sc)، حيث أن اغلب صفات هذا الطور تشابه صفات الحالة الصلبة.
7- الطور السمكتي (G)(SG)(20):
إنّ الصفات وأشكال هذا الطور تكون مشابهة" للطور السمكتي (SE) ومن ناحية أخرى تأخذ جزيئاته شكلا" مائلا" لذلك فانّ سمك الطبقة اقلُّ طولا منها، لذلك يسمى بالطور السمكتي (Et) المائل.
إذا احتوت جزيئات أي من الأطوار السمكتية المذكورة أعلاه على ذرات كاربون كيرالية ستعطي طورا" سمكتيا" مائلا"، كما في حالة الطور السمكتي SC الذي يدعى بالطور السمكتي الكيرالي (Sc*) وكما هو موضح في الأشكال الآتية:
-----------------------------------------------------------------------------------
1-G.H.Brown & J.J.Wolken, “Liquid Crystals and Biological Structure”,Academic press,London,Ch.2,(1979).
2-H.Arnold & H.Sackmann, “Z.Elektrochem.”, 63,1171,(1959).
3-S.Diele,A.Madicke,E.M.Hoft,G.Wende & H.Sackmann, “Mol.Cryst. Liq.Cryst.Lett.”,92,187,(1983).
4-J.W.Goodby and G.W.Gray, “Mol.Cryst.Liq.Cryst.”,49,217, (1979).
5-A.E.Blatch,L.D.Fletcher & G.R.Luckurst, “Liq.Crystals”,18,801,(1995).
6-E.Campillos,M.Marcos,J.L.Serrano,J.Barbara,P.J.Alonso & J.L. Martinez,“Chem.Mater.”,5,1518(1993).
7-G.W.Gray & J.W.Goodby, “Smectic Liquid Crystals Texture and Structures”,Leonard Hill,(1984).
8-S.Diele,H.Hartung,P.Ebeling,D.Vetters,K.Kruger & D.Demus,“Liq. Cryst. Conf.Soc.Countris”,3rd,39,(1981).
9-G.R.Luckhurst & A.Sanson, “Mol.Cryst.Liq.Cryst.”,16,179,(1978).
10-G.W.Gray & J.E.Lydon, “Nature”, (London),252,221,(1974).
11-G.H.Brown & P.P.Crooker, “Chemical and Engineering News”,14, (1983).
12-A.Devries, “Mol.Cryst.Liq.Cryst.”,24,156,(1972).
13-A.M.Levelut, “J.Phys.”,(paris),37,51,(1974).
14-A.M.Levelut, “J.Phys.”,(paris),37,51,(1974).
15-D.Demus,S.Diele,S.Grande & H.Sackmann,“Polymorphism Advances in Liquid Crystals”,6,(1983).
16-A.Saupe, “Angew.Chem.International”,1,97,(1968).
17-A.Deveries, “J.Chem.Phys.”,1,61,2367,(1974).
18-W.Z.Ubrach & J.Billard, “C.R.Acad.Sci.”,B274,1287, (1972).
19-A.Sussman, “Liquid Crystals in Display System,Liquid Cryst. and Plastic Cryst.”, Ed.G.Gray & P.W.Winsor,Ellis Horwood press, NewYork,1,383,(1974).
20-In.Ref.,37,127(1984).
الاكثر قراءة في التحاضير والتجارب الكيميائية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
