Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник






Аморфний та кристалічний стан твердої речовини.

Твердий стан речовини.

Тверді речовини

Більшість відомих речовин як природного, так і штучного походження, за звичайних умов знаходяться в твердому стані. З відомих на сьогодні близько 6 мільйонів хімічних сполук 95% - тверді речовини. Саме тому людина в своїй практичній діяльності переважно мала справу з твердими речовинами. Проте тверді речовини відігравали і відіграють особливу роль в історії людства і розвитку цивілізації не тільки тому, що їх набагато більше, ніж речовин в газовому та рідкому станах. Ще з доісторичних часів тверді речовини були основою матеріалів, які людина використовувала для виготовлення знарядь праці, предметів побуту, будівництва житла тощо і які зумовили розвиток цілих історичних епох людства. Так, кам’яний вік, бронзовий вік, залізний вік – це етапи становлення цивілізації, що дістали назву від того матеріалу, який лежав в основі життєдіяльності людини.

В наш час тверді речовини набули ще більшого значення, оскільки лежать в основі не тільки конструкційних, але й функціональних матеріалів.

 

В твердих речовинах відстані між частинками найменші і за величиною мають такий самий порядок, що й самі частинки. Енергії взаємодії між частинками великі, внаслідок чого сили, що діють між ними, не дозволяють частинкам вільно рухатись. У твердому тілі частинки можуть тільки коливатись біля певних рівноважних положень, наприклад, біля вузлів кристалічної решітки. Нездатність частинок до переміщення зумовлює одну з найхарактерніших особливостей твердих речовин – наявність власної форми й об’єму. Тобто тверді речовини можуть «запам’ятовувати» форму і зберігати її протягом будь-якого часу. Здатність до стиснення у твердих речовин незначна, густина їх висока і мало змінюється із зміною температури. Всі процеси речовини в твердому стані, особливо хімічні, відбуваються дуже повільно.

 

Залежно від характеру розміщення частинок у просторі тверде тіло може мати кристалічний або аморфний стан. Кристалічна речовина має впорядковану періодичну структуру. Впорядкованість структури полягає в тому, що частинки речовини (атоми, іони, молекули) закономірно розміщуються у просторі на певних відстанях і напрямках одна від одної (ближній порядок). Крім того, ця впорядкованість зберігається (періодично повторюється) у всьому об’ємі твердої речовини (дальній порядок). Тобто кристалічний стан речовини характеризується наявністю як ближнього, так і дальнього порядку розміщення частинок.

В кристалічних речовинах атоми, іони або молекули можуть знаходитись тільки в певних точках простору, що мають назву вузлів кристалічної решітки.

Аморфна речовина не має періодичної структури. Проте говорити про повну невпорядкованість розміщення частинок в аморфних речовинах не можна. Впорядкованість структури аморфних виявляється в закономірному розміщенні навколо кожної частинки її ближніх сусідів. Тобто аморфні речовини мають тільки ближній порядок і цим нагадують рідини. Тому аморфні речовини можна розглядати як переохолоджену рідину з дуже високою в’язкістю.

Характерною відмінністю кристалічних речовин від аморфних є анізотропія їхніх властивостей. Зокрема, більшість фізичних властивостей кристалів, таких як електро- і теплопровідність, міцність, оптичні властивості, у різних напрямках неоднакові. Анізотропія властивостей зумовлена внутрішньою будовою кристалів. У різних напрямках відстань між частинками в кристалі різна, тому й величина тієї або іншої властивості для цих напрямків буде різною. Аморфні тіла ізотропні, тобто їхні властивості в будь-якому напрямку однакові.

Аморфний стан речовини менш стабільний, ніж кристалічний, тому аморфні речовини можуть самочинно переходити в кристалічні. Для деяких речовин аморфний стан є найбільш характерним майже за всіх умов. Наприклад, переважно в аморфному стані існують такі речовини як скло (силікатне, боратне), смоли (синтетичні та природні), воски, більшість гідроксидів перехідних металів тощо. За певних умов в аморфному стані можуть перебувати майже всі речовини, за винятком металів та деяких іонних сполук.

Переважна більшість твердих речовин за звичайних умов існує в кристалічному стані.

Найсильніша взаємодія між частинками виникає у кристалічній речовині. Енергія взаємодії така, що утворюється система «кристал» з мінімальною вільною енергією. Отже, кристалічна структура є найвигіднішою з усіх можливих станів речовини.

Частинки речовини в кристалі закономірно розміщені у просторі одна відносно одної і утворюють кристалічну гратку. Найменша частина кристала, що відображає його будову, називається елементарною коміркою. Таким чином, кристал складається з n елементарних комірок, які утворюють кристалічну гратку. Точки просторової гратки, в яких знаходяться частинки, називаються вузлами. Площини, що проходить через ці точки і обмежують кристал, називаються гранями, а лінії перетину граней (лінії, де сходяться грані), називають ребрами. Рух частинок кристала обмежений, і його можна розглядати як коливний.

Кристалічні речовини можуть існувати у вигляді моно- або полікристалів. Монокристали характеризуються регулярністю розміщення атомів, іонів, молекул у всьому об’ємі зразка. В полікристалах регулярні ділянки структури існують у певних межах, після яких орієнтація регулярності різко змінюється. Полікристалічні зразки – агрегати значної кількості дрібних, по-різному орієнтованих кристалів неправильної форми. Поодинокі кристали правильної форми (монокристали) іноді трапляються у природі (алмаз, кварц, пірит тощо), або вирощуються штучно в лабораторіях.

Поліморфізм і ізоморфізм. Здатність однієї і тієї ж речовини утворювати, залежно від умов, різні кристалічні форми, зветься поліморфізмом. Різні кристалічні форми однієї і тієї ж речовини називають поліморфними модифікаціями, наприклад, алмаз, графіт, карбін - поліморфні форми карбону (вуглецю). Протилежним поліморфізму явищем є ізоморфізм - існування різних речовин в одній і тій же кристалічній формі (“рівноформеність”), а самі речовини називаються ізоморфними.


Читайте також:

  1. Атомно-молекулярна будова речовини.
  2. Бризантні вибухові речовини.
  3. Внутрішня будова твердої речовини
  4. Вогнегасником називається переносне чи пересувне обладнан­ня для гасіння осередків пожежі за рахунок випуску запасеної вогнегасної речовини.
  5. Вогнегасячі речовини.
  6. Гідравлічні в’яжучі речовини.
  7. Еволюція біосфери. Роль живої речовини.
  8. Загальні відомості про вибухові речовини.
  9. Ініціюючі вибухові речовини.
  10. Колоїдні поверхнево - активні речовини.
  11. Лекція 4. Мінеральні речовини.




Переглядів: 5846

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Агрегатні стани речовини | Рідинні кристали

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.001 сек.