Krystalové a amorfní těla: struktura a vlastnosti

Existuje několik agregačních stavů, ve kterých jsou umístěna všechna těla a látky. Toto je:

• plyn;
• kapalina;
• plazma;
• solidní.

Pokud vezmeme v úvahu celkovou populaci planety a vesmíru, pak většina látek a těl je stále ve stavu plynu a plazmy. Na samotné Zemi je ale i obsah tuhých částic významný. Zde o nich budeme mluvit a zjistíme, jaké jsou krystalické a amorfní pevné látky.

Krystalický a amorfní těla: obecný koncept

Všechny pevné látky, těla, předměty jsou podmíněně rozděleny na:

• krystalický;
• amorfní.

Rozdíl mezi nimi je obrovský, protože základem jednotky jsou známky struktury a projevovaných vlastností. Stručně řečeno, pevné krystaly jsou látky a těla, které mají určitý prostorový prostor krystalová mřížka to znamená, že mají schopnost změnit určitým směrem, ale ne všichni (anizotropie).

Pokud jsou však charakterizovány amorfní sloučeniny, pak jejich prvním znakem je schopnost současně měnit fyzikální vlastnosti ve všech směrech. To se nazývá izotropie.

Struktura, vlastnosti krystalických a amorfních těles jsou zcela odlišné. Pokud mají první zřetelně omezenou strukturu skládající se z uspořádaných částic ve vesmíru, pak tento nemá žádnou objednávku.

Vlastnosti pevných látek

Krystalická a amorfní těla přesto patří do jedné skupiny pevných látek, a proto mají všechny vlastnosti tohoto agregačního stavu. To znamená, že obecné vlastnosti pro ně budou následující:

1. Mechanická - pružnost, tvrdost, schopnost deformace.
2. Teplota varu a teploty tání, koeficient tepelné roztažnosti.
3. Elektrická a magnetické - tepelná a elektrická vodivost.

Takže tyto státy mají všechny tyto vlastnosti. Objevují se pouze v amorfních tělech, budou se mírně lišit než u krystalických.

Důležité vlastnosti pro průmyslové účely jsou mechanické a elektrické. Schopnost zotavit se z deformace nebo naopak rozpadat a brousit je důležitou vlastností. Rovněž velkou roli hraje skutečnost, že látka dokáže provést elektrický proud nebo jej nedokáže.

Krystalová struktura

Pokud popisujeme strukturu krystalických a amorfních těles, pak je třeba nejdříve uvést typ částic, které je tvoří. V případě krystalizuje to tam mohou být ionty atomů, atomů, iontů (v kovu) (zřídka).

Tyto struktury jsou obecně charakterizovány přítomností přísně uspořádané prostorové mřížky, která je vytvořena jako výsledek uspořádání částic tvořících látku. Pokud si představujete strukturu krystalu obrazně, dostanete něco takového: atomy (nebo jiné částice) jsou od sebe navzájem odděleny v určitých vzdálenostech, takže se získá ideální jednotková buňka budoucí krystalové mřížky. Pak se tato buňka opakuje mnohokrát a tak se vytvoří celková struktura.

Hlavním rysem je, že fyzikální vlastnosti těchto konstrukcí se liší paralelně, ale ne všemi směry. Tento jev se nazývá anizotropie. To znamená, že pokud jednáte na jedné části krystalu, druhá strana na ni nemusí reagovat. Takže můžete mletí polovinu soli, ale druhá zůstane neporušená.

Typy krystalů

Obvykle se označují dvě varianty krystalů. Prvním z nich jsou monokrystalické struktury, tj. Když je samotná mřížka 1. Krystalické a amorfní tělesa jsou v tomto případě zcela odlišné ve vlastnostech. Koneckonců, jeden krystal je charakterizován anizotropií ve své čisté podobě. Je to nejmenší elementární struktura.

Pokud se jednotlivé krystaly opakují mnohokrát a jsou kombinovány do jednoho, mluvíme o polykrystalu. Pak se o anizotropii nehovoří, protože orientace elementárních buněk porušuje obecně uspořádanou strukturu. V tomto ohledu jsou polykrystaly a amorfní tělesa blízké, pokud jde o jejich fyzikální vlastnosti.

Kovy a slitiny

Krystalická a amorfní těla jsou velmi blízko sebe. Je to snadné být přesvědčeno o tom, že jako příklad berme kovy a jejich slitiny. Samy o sobě jsou za normálních podmínek pevné. Při určité teplotě se však začnou tát a až do úplné krystalizace zůstanou v protahovacím, hustém, viskózním stavu. A to je už amorfní stav těla.

Proto se striktně řečeno, téměř každá krystalická látka může za určitých podmínek stát amorfní. Stejně jako v průběhu ztuhnutí, stává se tuhá s uspořádanou prostorovou strukturou.

Kovy mohou mít různé typy prostorových struktur, z nichž nejznámější a studované jsou následující:

1. Jednoduchá krychle.
2. Granulární.
3. Objemově orientovaný.

Struktura krystalu může být založena na hranolu nebo pyramidu a jeho hlavní část je reprezentována:

• trojúhelník;
• paralelogram;
• podle čtverce;
• šestiúhelník.

Látka, která má jednoduchou pravidelnou kvádrovou mřížku, má ideální izotropní vlastnosti.

Koncept amorfní

Krystalické a amorfní těla směrem ven, dostatečně jednoduché k rozlišení. Koneckonců, tyto mohou být často zaměňovány s viskózními kapalinami. Struktura amorfní látky je také založena na iontech, atomech, molekulách. Nevytváří však uspořádanou přísnou strukturu, a proto se jejich vlastnosti mění ve všech směrech. To znamená, že jsou izotropní.

Částice jsou uspořádány náhodně, náhodně. Pouze někdy mohou vytvářet malé lokusy, které stále neovlivňují obecné vlastnosti.

Vlastnosti podobných těles

Jsou identické s krystaly. Rozdíly jsou pouze v ukazatelích pro každé jednotlivé tělo. Takže například můžeme rozlišit takové charakteristické parametry amorfních těles:

• elasticita;
• hustota;
• viskozita;
• houževnatost;
• vodivost a polovodičnost.

Často se můžete setkat s hraničními podmínkami sloučenin. Krystalické a amorfní těla se mohou stát polorantní.

Zajímavá je také vlastnost daného státu, která se projevuje ostrým vnějším vlivem. Takže pokud je amorfní tělo vystaveno prudkému rázu nebo deformaci, je schopno se chovat jako polykrystal a rozdělit na malé kousky. Nicméně, pokud je čas věnován těmto dílům, brzy se znovu spoja a změní se na viskózní kapalný stav.

Tento stav sloučenin nemá specifickou teplotu, při které dochází k fázovému přechodu. Tento proces je značně rozšířen, někdy dokonce po desetiletí (například rozklad nízkotlakého polyethylenu).

Příklady amorfních látek

Existuje mnoho příkladů těchto látek. Uveďme některé nejzřetelnější a často se setkáváme.

1. Čokoláda je typická amorfní látka.
2. Živice, včetně fenolformaldehydu, všechny plasty.
3. Amber
4. Sklo jakékoliv kompozice.
5. Bitumen
6. Tar
7. Vosk a další.

Vzniká amorfní tělo v důsledku velmi pomalé krystalizace, to znamená zvýšení viskozity roztoku při poklesu teploty. Často je obtížné nazývat tyto látky pevnými, spíše se odkazují na viskózní husté kapaliny.

Sloučeniny, které během vytvrzování nevykrystalizují, mají zvláštní stav. Říká se jim brýle a stát - skelný.

Sklovité látky

Vlastnosti krystalických a amorfních těles jsou podobné, jak jsme zjistili, kvůli jejich společnému původu a jediné vnitřní povaze. Ale někdy jsou odděleně považovány za zvláštní stav látek nazývaných sklovité. Jedná se o homogenní minerální roztok, který krystalizuje a vytvrzuje bez vytvoření prostorových sítí. To znamená, že stále zůstává izotropní, pokud jde o měnící se vlastnosti.

Například konvenční sklo nemá přesné hodnoty bodu tání. Jen s nárůstem tohoto indikátoru se pomalu roztaví, změkčuje a proměňuje v kapalný stav. Pokud je efekt zastaven, bude probíhat zpětný proces a začne tuhnutí, ale bez krystalizace.

Tyto látky jsou vysoce ceněné, sklo dnes patří mezi nejběžnější a vyhledávané stavební materiály po celém světě.