Ένα στερεό είναι μία από τις τέσσερις θεμελιώδεις καταστάσεις της ύλης, εκτός από το υγρό, το αέριο και το πλάσμα. Χαρακτηρίζεται από δομική ακαμψία και αντοχή σε αλλαγές σχήματος ή όγκου. Σε αντίθεση με ένα υγρό, ένα στερεό αντικείμενο δεν ρέει ούτε παίρνει το σχήμα του δοχείου στο οποίο είναι τοποθετημένο. Ένα στερεό δεν διαστέλλεται για να γεμίσει ολόκληρο τον διαθέσιμο όγκο όπως κάνει ένα αέριο.
Τα άτομα σε ένα στερεό είναι στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους, βρίσκονται σε τακτοποιημένη κατάσταση στους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος (αυτά είναι μέταλλα, συνηθισμένος πάγος, ζάχαρη, αλάτι, διαμάντι) ή είναι διατεταγμένα ακανόνιστα, δεν έχουν αυστηρή επαναληψιμότητα στο δομή του κρυσταλλικού πλέγματος (αυτά είναι άμορφα σώματα, όπως How τζάμι παραθύρου, κολοφώνιο, μαρμαρυγία ή πλαστικό).
Τα κρυσταλλικά στερεά ή κρύσταλλοι έχουν ένα χαρακτηριστικό εσωτερικό χαρακτηριστικό- μια δομή με τη μορφή κρυσταλλικού πλέγματος στο οποίο άτομα, μόρια ή ιόντα μιας ουσίας καταλαμβάνουν μια ορισμένη θέση.
Το κρυσταλλικό πλέγμα οδηγεί στην ύπαρξη ειδικών επίπεδων όψεων στους κρυστάλλους, που διακρίνουν τη μια ουσία από την άλλη. Όταν εκτίθεται σε ακτίνες Χ, κάθε κρυσταλλικό πλέγμα εκπέμπει ένα χαρακτηριστικό σχέδιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση της ουσίας. Οι άκρες των κρυστάλλων τέμνονται σε ορισμένες γωνίες που διακρίνουν τη μια ουσία από την άλλη. Εάν ο κρύσταλλος χωριστεί, οι νέες όψεις θα τέμνονται στις ίδιες γωνίες με το πρωτότυπο.
Για παράδειγμα, γαλένα - γαλένα, πυρίτης - πυρίτης, χαλαζίας - χαλαζίας. Οι κρυσταλλικές όψεις τέμνονται σε ορθή γωνία στον γαληνό (PbS) και στον πυρίτη (FeS 2) και σε άλλες γωνίες στον χαλαζία.
Παραδείγματα άμορφων σωμάτων που δεν έχουν αυστηρή δομή και επαναληψιμότητα κυψελών κρυσταλλικού πλέγματος είναι: γυαλί, ρητίνη, τεφλόν, πολυουρεθάνη, ναφθαλίνη, χλωριούχο πολυβινύλιο.
Έχουν δύο χαρακτηριστικές ιδιότητες: ισοτροπία και έλλειψη συγκεκριμένου σημείου τήξης.
Η ισοτροπία των άμορφων σωμάτων νοείται ως η ομοιότητα φυσικές ιδιότητεςουσίες προς όλες τις κατευθύνσεις.
Σε ένα άμορφο στερεό, η απόσταση από τους γειτονικούς κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος και ο αριθμός των γειτονικών κόμβων ποικίλλει σε όλο το υλικό. Επομένως, απαιτούνται διαφορετικές ποσότητες θερμικής ενέργειας για να διακοπούν οι διαμοριακές αλληλεπιδράσεις. Κατά συνέπεια, οι άμορφες ουσίες μαλακώνουν αργά ευρύ φάσμαθερμοκρασίες και δεν έχουν καθαρό σημείο τήξης.
Ένα χαρακτηριστικό των άμορφων στερεών είναι ότι σε χαμηλές θερμοκρασίες έχουν τις ιδιότητες των στερεών και όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, έχουν τις ιδιότητες των υγρών.
Ας κάνουμε ένα πείραμα. Θα χρειαστούμε ένα κομμάτι πλαστελίνη, ένα κερί στεαρίνης και ένα ηλεκτρικό τζάκι. Ας τοποθετήσουμε πλαστελίνη και ένα κερί σε ίσες αποστάσεις από το τζάκι. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, μέρος της στεαρίνης θα λιώσει (γίνει υγρό) και ένα μέρος θα παραμείνει σε μορφή στερεού κομματιού. Την ίδια ώρα, η πλαστελίνη θα μαλακώσει μόνο λίγο. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, όλη η στεαρίνη θα λιώσει και η πλαστελίνη θα "διαβρωθεί" σταδιακά κατά μήκος της επιφάνειας του τραπεζιού, μαλακώνοντας όλο και περισσότερο.
Έτσι, υπάρχουν σώματα που δεν μαλακώνουν όταν λιώνουν, αλλά μετατρέπονται από στερεά αμέσως σε υγρό. Κατά τη διάρκεια της τήξης τέτοιων σωμάτων, είναι πάντα δυνατός ο διαχωρισμός του υγρού από το μη λιωμένο (στερεό) μέρος του σώματος. Αυτά τα σώματα είναι κρυστάλλινος.Υπάρχουν επίσης στερεά που όταν θερμαίνονται σταδιακά μαλακώνουν και γίνονται όλο και πιο ρευστά. Για τέτοια σώματα είναι αδύνατο να υποδειχθεί η θερμοκρασία στην οποία μετατρέπονται σε υγρό (τήκονται). Αυτά τα σώματα ονομάζονται άμορφος.
Ας κάνουμε το παρακάτω πείραμα. Ρίξτε ένα κομμάτι ρητίνης ή κεριού σε ένα γυάλινο χωνί και αφήστε το μέσα ζεστό δωμάτιο. Μετά από ένα μήνα περίπου, θα αποδειχθεί ότι το κερί έχει πάρει το σχήμα χοάνης και μάλιστα άρχισε να ρέει έξω από αυτό με τη μορφή «ρεύματος» (Εικ. 1). Σε αντίθεση με τους κρυστάλλους, που διατηρούν το δικό τους σχήμα σχεδόν για πάντα, τα άμορφα σώματα παρουσιάζουν ρευστότητα ακόμη και σε χαμηλές θερμοκρασίες. Ως εκ τούτου, μπορούν να θεωρηθούν ως πολύ παχύρρευστα και παχύρρευστα υγρά.
Η δομή των άμορφων σωμάτων.Μελέτες με χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, καθώς και με χρήση ακτίνων Χ, δείχνουν ότι στα άμορφα σώματα δεν υπάρχει αυστηρή τάξη στη διάταξη των σωματιδίων τους. Ρίξτε μια ματιά, το σχήμα 2 δείχνει τη διάταξη των σωματιδίων στον κρυσταλλικό χαλαζία και το δεξιά δείχνει τη διάταξη των σωματιδίων στον άμορφο χαλαζία. Αυτές οι ουσίες αποτελούνται από τα ίδια σωματίδια - μόρια οξειδίου του πυριτίου SiO 2.
Η κρυσταλλική κατάσταση του χαλαζία επιτυγχάνεται εάν ο λιωμένος χαλαζίας ψύχεται αργά. Εάν η ψύξη του τήγματος είναι γρήγορη, τότε τα μόρια δεν θα έχουν χρόνο να «παραταχθούν» σε τακτοποιημένες σειρές και το αποτέλεσμα θα είναι άμορφος χαλαζίας.
Τα σωματίδια των άμορφων σωμάτων ταλαντώνονται συνεχώς και τυχαία. Μπορούν να πηδούν από μέρος σε μέρος πιο συχνά από τα σωματίδια κρυστάλλου. Αυτό διευκολύνεται επίσης από το γεγονός ότι τα σωματίδια των άμορφων σωμάτων βρίσκονται άνισα πυκνά: υπάρχουν κενά μεταξύ τους.
Κρυστάλλωση άμορφων σωμάτων.Με την πάροδο του χρόνου (μερικούς μήνες, χρόνια), οι άμορφες ουσίες μετατρέπονται αυθόρμητα σε κρυσταλλική κατάσταση. Για παράδειγμα, τα ζαχαρωτά ή το φρέσκο μέλι που αφήνονται μόνα τους σε ζεστό μέρος θα γίνουν αδιαφανή μετά από μερικούς μήνες. Λένε ότι το μέλι και η καραμέλα είναι «ζαχαρωμένα». Σπάζοντας ένα ζαχαροκάλαμο ή μαζεύοντας μέλι με ένα κουτάλι, θα δούμε πραγματικά τους κρυστάλλους ζάχαρης που έχουν σχηματιστεί.
Η αυθόρμητη κρυστάλλωση άμορφων σωμάτων δείχνει ότι η κρυσταλλική κατάσταση μιας ουσίας είναι πιο σταθερή από την άμορφη. Η διαμοριακή θεωρία το εξηγεί έτσι. Οι διαμοριακές δυνάμεις έλξης και απώθησης προκαλούν τα σωματίδια ενός άμορφου σώματος να πηδούν κατά προτίμηση εκεί όπου υπάρχουν κενά. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται μια πιο διατεταγμένη διάταξη σωματιδίων από πριν, δηλαδή σχηματίζεται ένας πολυκρύσταλλος.
Τήξη άμορφων σωμάτων.
Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η ενέργεια της δονητικής κίνησης των ατόμων σε ένα στερεό αυξάνεται και, τελικά, έρχεται μια στιγμή που οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων αρχίζουν να σπάνε. Σε αυτή την περίπτωση, το στερεό μετατρέπεται σε υγρή κατάσταση. Αυτή η μετάβαση ονομάζεται τήξη.Σε σταθερή πίεση, η τήξη συμβαίνει σε μια αυστηρά καθορισμένη θερμοκρασία.
Η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για τη μετατροπή μιας μονάδας μάζας μιας ουσίας σε υγρό στο σημείο τήξης της ονομάζεται ειδική θερμότητα σύντηξης λ .
Για να λιώσει μια ουσία μάζας Μ είναι απαραίτητο να δαπανηθεί ποσότητα θερμότητας ίση με:
Q = λ m .
Η διαδικασία τήξης των άμορφων σωμάτων διαφέρει από την τήξη των κρυσταλλικών σωμάτων. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, τα άμορφα σώματα μαλακώνουν σταδιακά και γίνονται παχύρρευστα μέχρι να μετατραπούν σε υγρό. Άμορφα σώματασε αντίθεση με τους κρυστάλλους, δεν έχουν συγκεκριμένο σημείο τήξης. Η θερμοκρασία των άμορφων σωμάτων αλλάζει συνεχώς. Αυτό συμβαίνει επειδή στα άμορφα στερεά, όπως και στα υγρά, τα μόρια μπορούν να κινούνται μεταξύ τους. Όταν θερμαίνονται, η ταχύτητά τους αυξάνεται και η απόσταση μεταξύ τους αυξάνεται. Ως αποτέλεσμα, το σώμα γίνεται όλο και πιο μαλακό μέχρι να μετατραπεί σε υγρό. Όταν τα άμορφα σώματα στερεοποιούνται, η θερμοκρασία τους επίσης μειώνεται συνεχώς.
Πρέπει να θυμόμαστε ότι δεν έχουν όλα τα σώματα που υπάρχουν στον πλανήτη Γη κρυσταλλική δομή. Οι εξαιρέσεις στον κανόνα ονομάζονται «άμορφα σώματα». Πώς είναι διαφορετικοί; Με βάση τη μετάφραση αυτός ο όρος- άμορφες - μπορεί να υποτεθεί ότι τέτοιες ουσίες διαφέρουν από άλλες ως προς το σχήμα ή την εμφάνισή τους. Μιλάμε για την απουσία του λεγόμενου κρυσταλλικού πλέγματος. Η διαδικασία διάσπασης που παράγει άκρες δεν συμβαίνει. Τα άμορφα σώματα διακρίνονται επίσης από το γεγονός ότι δεν εξαρτώνται από περιβάλλον, και οι ιδιότητές τους είναι σταθερές. Τέτοιες ουσίες ονομάζονται ισότροπες.
Από ένα σχολικό μάθημα φυσικής, μπορείτε να θυμάστε ότι οι άμορφες ουσίες έχουν μια δομή στην οποία τα άτομα σε αυτές είναι διατεταγμένα σε χαοτική σειρά. Μόνο γειτονικές κατασκευές όπου επιβάλλεται μια τέτοια διάταξη μπορούν να έχουν μια συγκεκριμένη θέση. Ωστόσο, κάνοντας μια αναλογία με τους κρυστάλλους, τα άμορφα σώματα δεν έχουν αυστηρή σειρά μορίων και ατόμων (στη φυσική αυτή η ιδιότητα ονομάζεται "τάξη μεγάλης εμβέλειας"). Ως αποτέλεσμα της έρευνας, διαπιστώθηκε ότι αυτές οι ουσίες έχουν παρόμοια δομή με τα υγρά.
Μερικά σώματα (για παράδειγμα, μπορούμε να πάρουμε διοξείδιο του πυριτίου, του οποίου ο τύπος είναι SiO 2) μπορεί ταυτόχρονα να βρίσκονται σε άμορφη κατάσταση και να έχουν κρυσταλλική δομή. Ο χαλαζίας στην πρώτη έκδοση έχει τη δομή ενός ακανόνιστου πλέγματος, στη δεύτερη - ένα κανονικό εξάγωνο.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, τα άμορφα σώματα δεν έχουν κρυσταλλικό πλέγμα. Τα άτομα και τα μόριά τους έχουν μια σύντομη σειρά τοποθέτησης, η οποία θα είναι η πρώτη διακριτικό χαρακτηριστικόαπό αυτές τις ουσίες.
Αυτά τα σώματα στερούνται ρευστότητας. Για να εξηγήσουμε καλύτερα τη δεύτερη ιδιότητα των ουσιών, μπορούμε να το κάνουμε χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του κεριού. Δεν είναι μυστικό ότι αν ρίξετε νερό σε ένα χωνί, απλά θα χυθεί από αυτό. Το ίδιο θα συμβεί και με κάθε άλλη ρευστή ουσία. Αλλά οι ιδιότητες των άμορφων σωμάτων δεν τους επιτρέπουν να κάνουν τέτοια «κόλπα». Εάν το κερί τοποθετηθεί σε ένα χωνί, θα απλωθεί πρώτα στην επιφάνεια και μόνο στη συνέχεια θα αρχίσει να στραγγίζει από αυτό. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια μιας ουσίας πηδούν από μια θέση ισορροπίας σε μια εντελώς διαφορετική, χωρίς να έχουν μια πρωταρχική θέση.
Ήρθε η ώρα να μιλήσουμε για τη διαδικασία τήξης. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι οι άμορφες ουσίες δεν έχουν συγκεκριμένη θερμοκρασία στην οποία αρχίζει η τήξη. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, το σώμα γίνεται σταδιακά πιο μαλακό και στη συνέχεια μετατρέπεται σε υγρό. Οι φυσικοί πάντα εστιάζουν όχι στη θερμοκρασία στην οποία άρχισε να συμβαίνει μια δεδομένη διεργασία, αλλά στο αντίστοιχο εύρος θερμοκρασίας τήξης.
Έχει ήδη αναφερθεί παραπάνω. Τα άμορφα σώματα είναι ισότροπα. Δηλαδή οι ιδιοκτησίες τους προς οποιαδήποτε κατεύθυνση είναι αμετάβλητες, ακόμα κι αν οι συνθήκες διαμονής σε μέρη είναι διαφορετικές.
Τουλάχιστον μία φορά, κάθε άτομο έχει παρατηρήσει ότι σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα το ποτήρι άρχισε να θολώνει. Αυτή η ιδιότητα των άμορφων σωμάτων συνδέεται με αυξημένη εσωτερική ενέργεια (είναι αρκετές φορές μεγαλύτερη από αυτή των κρυστάλλων). Εξαιτίας αυτού, αυτές οι ουσίες μπορούν εύκολα να περάσουν σε κρυσταλλική κατάσταση.
Μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, κάθε άμορφο σώμα μετατρέπεται σε κρυσταλλική κατάσταση. Αυτό μπορεί να παρατηρηθεί στην καθημερινή ζωή ενός ατόμου. Για παράδειγμα, αν αφήσετε καραμέλα ή μέλι για αρκετούς μήνες, μπορεί να παρατηρήσετε ότι και τα δύο έχουν χάσει τη διαφάνειά τους. Ο μέσος άνθρωπος θα πει ότι είναι απλά ζαχαρωμένες. Πράγματι, αν σπάσετε το σώμα, θα παρατηρήσετε την παρουσία κρυστάλλων ζάχαρης.
Έτσι, μιλώντας για αυτό, είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί ότι ο αυθόρμητος μετασχηματισμός σε άλλη κατάσταση οφείλεται στο γεγονός ότι οι άμορφες ουσίες είναι ασταθείς. Συγκρίνοντάς τα με κρύσταλλα, μπορείτε να καταλάβετε ότι οι τελευταίοι είναι πολλές φορές πιο «ισχυροί». Αυτό το γεγονός μπορεί να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας τη διαμοριακή θεωρία. Σύμφωνα με αυτό, τα μόρια πηδούν συνεχώς από το ένα μέρος στο άλλο, γεμίζοντας έτσι τα κενά. Με την πάροδο του χρόνου, σχηματίζεται ένα σταθερό κρυσταλλικό πλέγμα.
Η διαδικασία τήξης των άμορφων σωμάτων είναι η στιγμή που, με την αύξηση της θερμοκρασίας, καταστρέφονται όλοι οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων. Αυτό συμβαίνει όταν η ουσία μετατρέπεται σε υγρό. Εάν οι συνθήκες τήξης είναι τέτοιες ώστε η πίεση να είναι ίδια καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου, τότε η θερμοκρασία πρέπει επίσης να καθοριστεί.
Στη φύση, υπάρχουν σώματα που έχουν υγρή κρυσταλλική δομή. Κατά κανόνα, περιλαμβάνονται στον κατάλογο των οργανικών ουσιών και τα μόριά τους έχουν σχήμα σαν νήμα. Τα σώματα για τα οποία μιλάμε για, έχουν τις ιδιότητες των υγρών και των κρυστάλλων, δηλαδή ρευστότητα και ανισοτροπία.
Σε τέτοιες ουσίες, τα μόρια βρίσκονται παράλληλα μεταξύ τους, ωστόσο, δεν υπάρχει σταθερή απόσταση μεταξύ τους. Κινούνται συνεχώς, αλλά είναι απρόθυμοι να αλλάξουν προσανατολισμό, επομένως βρίσκονται συνεχώς σε μια θέση.
Τα άμορφα μέταλλα είναι πιο γνωστά σε έναν απλό άνθρωποπου ονομάζονται μεταλλικά γυαλιά.
Πίσω στο 1940, οι επιστήμονες άρχισαν να μιλούν για την ύπαρξη αυτών των σωμάτων. Ακόμη και τότε έγινε γνωστό ότι τα μέταλλα που παράγονται ειδικά με εναπόθεση σε κενό δεν είχαν κρυσταλλικά πλέγματα. Και μόλις 20 χρόνια αργότερα κατασκευάστηκε το πρώτο ποτήρι αυτού του τύπου. Ιδιαίτερη προσοχήδεν προκάλεσε επιστήμονες? και μόνο μετά από άλλα 10 χρόνια άρχισαν να μιλούν γι' αυτόν Αμερικανοί και Ιάπωνες επαγγελματίες και μετά Κορεάτες και Ευρωπαίοι.
Τα άμορφα μέταλλα χαρακτηρίζονται από ιξώδες, αρκετά υψηλό επίπεδοαντοχή και αντοχή στη διάβρωση.
Σε αντίθεση με τα κρυσταλλικά στερεά, δεν υπάρχει αυστηρή σειρά στη διάταξη των σωματιδίων σε ένα άμορφο στερεό.
Αν και τα άμορφα στερεά είναι ικανά να διατηρήσουν το σχήμα τους, δεν έχουν κρυσταλλικό πλέγμα. Ένα συγκεκριμένο μοτίβο παρατηρείται μόνο για μόρια και άτομα που βρίσκονται στην περιοχή. Αυτή η παραγγελία ονομάζεται κλείσιμο παραγγελίας . Δεν επαναλαμβάνεται προς όλες τις κατευθύνσεις και δεν αποθηκεύεται μεγάλες αποστάσεις, σαν κρυσταλλικά σώματα.
Παραδείγματα άμορφων σωμάτων είναι το γυαλί, το κεχριμπάρι, οι τεχνητές ρητίνες, το κερί, η παραφίνη, η πλαστελίνη κ.λπ.
Τα άτομα σε άμορφα σώματα δονούνται γύρω από σημεία που βρίσκονται τυχαία. Επομένως, η δομή αυτών των σωμάτων μοιάζει με τη δομή των υγρών. Αλλά τα σωματίδια σε αυτά είναι λιγότερο κινητά. Ο χρόνος που ταλαντώνονται γύρω από τη θέση ισορροπίας είναι μεγαλύτερος από ότι στα υγρά. Τα άλματα ατόμων σε άλλη θέση συμβαίνουν επίσης πολύ λιγότερο συχνά.
Πώς συμπεριφέρονται τα στερεά όταν θερμαίνονται; κρυσταλλικά σώματα? Αρχίζουν να λιώνουν σε ένα ορισμένο σημείο τήξης. Και για κάποιο χρονικό διάστημα βρίσκονται ταυτόχρονα σε στερεή και υγρή κατάσταση, μέχρι να λιώσει ολόκληρη η ουσία.
Τα άμορφα στερεά δεν έχουν συγκεκριμένο σημείο τήξης . Όταν ζεσταθούν δεν λιώνουν, αλλά σταδιακά μαλακώνουν.
Ας βάλουμε ένα κομμάτι πλαστελίνη κοντά συσκευή θέρμανσης. Μετά από λίγο καιρό θα γίνει μαλακό. Αυτό δεν συμβαίνει αμέσως, αλλά σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα.
Δεδομένου ότι οι ιδιότητες των άμορφων σωμάτων είναι παρόμοιες με τις ιδιότητες των υγρών, θεωρούνται ως υπερψυγμένα υγρά με πολύ υψηλό ιξώδες (κατεψυγμένα υγρά). Υπό κανονικές συνθήκες δεν μπορούν να ρέουν. Αλλά όταν θερμαίνονται, τα άλματα ατόμων σε αυτά συμβαίνουν πιο συχνά, το ιξώδες μειώνεται και τα άμορφα σώματα μαλακώνουν σταδιακά. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο χαμηλότερο είναι το ιξώδες και σταδιακά το άμορφο σώμα γίνεται υγρό.
Το συνηθισμένο γυαλί είναι ένα συμπαγές άμορφο σώμα. Λαμβάνεται με τήξη οξειδίου του πυριτίου, σόδας και ασβέστη. Με θέρμανση του μείγματος στους 1400 o C, προκύπτει μια υγρή υαλώδης μάζα. Κατά την ψύξη υγρό γυαλίδεν στερεοποιείται όπως τα κρυσταλλικά σώματα, αλλά παραμένει υγρό, του οποίου το ιξώδες αυξάνεται και η ρευστότητα μειώνεται. Υπό κανονικές συνθήκες, μας εμφανίζεται ως ένα συμπαγές σώμα. Αλλά στην πραγματικότητα είναι ένα υγρό που έχει τεράστιο ιξώδες και ρευστότητα, τόσο μικρό που μετά βίας μπορεί να διακριθεί από τα πιο υπερευαίσθητα όργανα.
Η άμορφη κατάσταση μιας ουσίας είναι ασταθής. Με τον καιρό μετατρέπεται σταδιακά από άμορφη σε κρυσταλλική κατάσταση. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει σε διαφορετικές ουσίες με σε διαφορετικές ταχύτητες. Βλέπουμε τα ζαχαροκάλαμα να καλύπτονται από κρυστάλλους ζάχαρης. Αυτό δεν παίρνει πολύ χρόνο.
Και για να σχηματιστούν κρύσταλλοι συνηθισμένο γυαλί, πρέπει να περάσει πολύς χρόνος. Κατά τη διάρκεια της κρυστάλλωσης, το γυαλί χάνει τη δύναμή του, τη διαφάνειά του, γίνεται θολό και γίνεται εύθραυστο.
Στα κρυσταλλικά στερεά, οι φυσικές ιδιότητες ποικίλλουν ανάλογα διαφορετικές κατευθύνσεις. Αλλά στα άμορφα σώματα είναι τα ίδια προς όλες τις κατευθύνσεις. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ισοτροπία .
Ένα άμορφο σώμα άγει ηλεκτρισμό και θερμότητα εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις και διαθλά το φως εξίσου. Ο ήχος ταξιδεύει επίσης εξίσου σε άμορφα σώματα προς όλες τις κατευθύνσεις.
Ιδιότητες άμορφες ουσίεςχρησιμοποιείται σε σύγχρονες τεχνολογίες. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα κράματα μετάλλων που δεν έχουν κρυσταλλική δομή και ανήκουν σε άμορφα στερεά. Καλούνται μεταλλικά ποτήρια . Οι φυσικές, μηχανικές, ηλεκτρικές και άλλες ιδιότητές τους διαφέρουν προς το καλύτερο από αυτές των συνηθισμένων μετάλλων.
Έτσι, στην ιατρική χρησιμοποιούν άμορφα κράματα των οποίων η αντοχή υπερβαίνει αυτή του τιτανίου. Χρησιμοποιούνται για την κατασκευή βιδών ή πλακών που συνδέουν σπασμένα οστά. Σε αντίθεση με τους συνδετήρες τιτανίου, αυτό το υλικό σταδιακά αποσυντίθεται και αντικαθίσταται με την πάροδο του χρόνου από υλικό οστού.
Τα κράματα υψηλής αντοχής χρησιμοποιούνται στην κατασκευή εργαλείων κοπής μετάλλων, εξαρτημάτων, ελατηρίων και εξαρτημάτων μηχανισμών.
Ένα άμορφο κράμα με υψηλή μαγνητική διαπερατότητα έχει αναπτυχθεί στην Ιαπωνία. Χρησιμοποιώντας το σε πυρήνες μετασχηματιστών αντί για φύλλα χάλυβα με υφή, οι απώλειες δινορευμάτων μπορούν να μειωθούν κατά 20 φορές.
Τα άμορφα μέταλλα έχουν μοναδικές ιδιότητες. Ονομάζονται υλικό του μέλλοντος.
Άμορφα σώματα
Άμορφες ουσίες (σώματα)(από τα αρχαία ελληνικά. ἀ "όχι-" και μορφή "τύπος, μορφή") - μια συμπυκνωμένη κατάσταση μιας ουσίας, η ατομική δομή της οποίας έχει τάξη μικρής εμβέλειας και δεν έχει τάξη μεγάλης εμβέλειας, χαρακτηριστική των κρυσταλλικών δομών. Σε αντίθεση με τους κρυστάλλους, οι σταθερές άμορφες ουσίες δεν στερεοποιούνται με το σχηματισμό κρυσταλλικών όψεων και (εκτός αν ήταν υπό ισχυρή ανισότροπη επίδραση - συμπίεση ή ηλεκτρικό πεδίο, για παράδειγμα) έχουν ισοτροπικές ιδιότητες, δηλαδή δεν παρουσιάζουν διαφορετικές ιδιότητες σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Και δεν έχουν συγκεκριμένο σημείο τήξης: με την αύξηση της θερμοκρασίας, οι σταθερές άμορφες ουσίες σταδιακά μαλακώνουν και πάνω από τη θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού (T g) μετατρέπονται σε υγρή κατάσταση. Ουσίες με υψηλό ρυθμό κρυστάλλωσης, συνήθως με (πολυ-)κρυσταλλική δομή, αλλά έντονα υπερψυγμένες κατά τη στερεοποίηση σε άμορφη κατάσταση, μετά από θέρμανση λίγο πριν την τήξη, ανακρυσταλλώνονται (σε στερεή κατάσταση με μικρή απελευθέρωση θερμότητας) και στη συνέχεια λιώνουν ως συνηθισμένες πολυκρυσταλλικές ουσίες.
Λαμβάνονται με υψηλό ρυθμό στερεοποίησης (ψύξης) ενός υγρού τήγματος ή με συμπύκνωση ατμών σε υπόστρωμα (οποιοδήποτε αντικείμενο) που έχει ψυχθεί αισθητά κάτω από τη θερμοκρασία τήξης (όχι βρασμού!). Η αναλογία του πραγματικού ρυθμού ψύξης (dT/dt) και του χαρακτηριστικού ρυθμού κρυστάλλωσης καθορίζει την αναλογία των πολυκρυστάλλων στον άμορφο όγκο. Ο ρυθμός κρυστάλλωσης είναι μια παράμετρος μιας ουσίας που εξαρτάται ασθενώς από την πίεση και τη θερμοκρασία (έντονα γύρω από το σημείο τήξης). Και εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την πολυπλοκότητα της σύνθεσης - για τα μέταλλα είναι της τάξης των κλασμάτων έως δεκάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου. και για γυαλί στο θερμοκρασία δωματίου- εκατοντάδες και χιλιάδες χρόνια (τα παλιά γυαλιά και οι καθρέφτες γίνονται θολά).
Ηλεκτρικά και μηχανικές ιδιότητεςΟι άμορφες ουσίες είναι πιο κοντά σε αυτές για τους μονοκρυστάλλους παρά για τους πολυκρυστάλλους λόγω της απουσίας αιχμηρών και πολύ μολυσμένων διακρυσταλλικών μεταπτώσεων (όρια) με συχνά εντελώς διαφορετική χημική σύνθεση.
Οι μη μηχανικές ιδιότητες των ημι-άμορφων καταστάσεων είναι συνήθως ενδιάμεσες μεταξύ άμορφων και κρυσταλλικών και είναι ισότροπες. Ωστόσο, η απουσία απότομων διακρυσταλλικών μεταπτώσεων επηρεάζει αισθητά τις ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες, καθιστώντας τις παρόμοιες με τις άμορφες.
Στο εξωτερικές επιρροέςΟι άμορφες ουσίες παρουσιάζουν τόσο ελαστικές ιδιότητες, όπως τα κρυσταλλικά στερεά, όσο και ρευστότητα, όπως τα υγρά. Έτσι, κάτω από βραχυπρόθεσμες κρούσεις (επιπτώσεις), συμπεριφέρονται σαν στερεά και, με ισχυρή κρούση, σπάνε σε κομμάτια. Αλλά με πολύ παρατεταμένη έκθεση (για παράδειγμα, τέντωμα), ρέουν άμορφες ουσίες. Για παράδειγμα, η ρητίνη (ή η πίσσα, η πίσσα) είναι επίσης μια άμορφη ουσία. Εάν το σπάσετε σε μικρά μέρη και γεμίσετε το δοχείο με την προκύπτουσα μάζα, τότε μετά από κάποιο χρονικό διάστημα η ρητίνη θα συγχωνευθεί σε ένα ενιαίο σύνολο και θα πάρει το σχήμα του δοχείου.
Εξαρτάται από ηλεκτρικές ιδιότητες, διαχωρίζουν τα άμορφα μέταλλα, τα άμορφα αμέταλλα και τους άμορφους ημιαγωγούς.
Ίδρυμα Wikimedia. 2010.
Κάθε τι που αναγνωρίζεται ως πραγματικά υπαρκτό και καταλαμβάνει μέρος του χώρου ονομάζεται φυσικό Τ. Κάθε φυσικό Τ. σχηματίζεται από την ύλη (βλ. Ουσία) και, σύμφωνα με την πιο διαδεδομένη διδασκαλία, είναι μια ολότητα... ... εγκυκλοπαιδικό λεξικόΦΑ. Brockhaus και I.A. Έφρων
Η φυσικη στερεόςένας κλάδος της φυσικής της συμπυκνωμένης ύλης, σκοπός του οποίου είναι να περιγράφει τις φυσικές ιδιότητες των στερεών από την άποψη της ατομικής τους δομής. Αναπτύχθηκε εντατικά τον 20ο αιώνα μετά την ανακάλυψή του κβαντική μηχανική.… … Βικιπαίδεια
Η οργανική χημεία κατάστασης που πωλείται (αγγλικά: organic sold state chemistry) είναι κλάδος της χημείας στερεάς κατάστασης που μελετά όλα τα είδη χημικών και φυσικοχημικών πτυχών των οργανικών στερεών (OSS), ειδικότερα, τη σύνθεση, τη δομή, τις ιδιότητές τους, ... .. Βικιπαίδεια
Φυσική κρυστάλλων Κρυσταλλογραφία Κρυσταλλικό πλέγμα Τύποι κρυσταλλικών δικτύων Περίθλαση σε κρυστάλλους Αντίστροφο πλέγμα Κύτταρο Wigner Seitz Ζώνη Brillouin Βασικός παράγοντας δομής Συντελεστής ατομικής σκέδασης Τύποι δεσμών σε ... ... Wikipedia
Ένας κλάδος της φυσικής που μελετά τη δομή και τις ιδιότητες των στερεών. Επιστημονικά δεδομένα για τη μικροδομή στερεάκαι περί σωματικών και Χημικές ιδιότητεςτα συστατικά τους άτομα είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη νέων υλικών και τεχνικές συσκευές. Η φυσικη... ... Εγκυκλοπαίδεια Collier
- (χημεία στερεάς κατάστασης), ενότητα φυσική. χημεία, μελετώντας τη δομή, τις ιδιότητες και τις μεθόδους απόκτησης στερεών. Το X. t συνδέεται με τη φυσική στερεάς κατάστασης, την κρυσταλλογραφία, την ορυκτολογία, τη φυσική. χημ. μηχανική, μηχανοχημεία, χημεία ακτινοβολίας, είναι... ... Χημική εγκυκλοπαίδεια
Η χημεία στερεάς κατάστασης είναι ένας κλάδος της χημείας που μελετά διάφορες πτυχές ουσιών στερεάς φάσης, ιδίως τη σύνθεση, τη δομή, τις ιδιότητες, τις εφαρμογές τους κ.λπ. Τα αντικείμενα μελέτης της είναι κρυσταλλικά και άμορφα, ανόργανα και οργανικά... ... Βικιπαίδεια
- (ISSP RAS) Διεθνές όνομα Institute of Solid State Physics, RAS Ιδρύθηκε το 1963 Διευθυντής μέλος. K. V. ... Βικιπαίδεια
Ινστιτούτο Φυσικής Στερεάς Κατάστασης RAS (ISSP RAS) Διεθνές όνομα Institute of Solid State Physics, RAS Ιδρύθηκε στις 15 Φεβρουαρίου 1963 Μέλος Διευθυντής. κορρ. RAS V.V. Kveder ... Βικιπαίδεια
