аморфні тіла

Аморфні тіла (структура діоксиду кремнію)

Тверді тіла поділяють на аморфні та кристалічні, в залежності від їх молекулярної структури і фізичних властивостей.

На відміну від кристалів молекули й атоми аморфних твердих тіл не формують решітку, а відстань між ними коливається в межах деякого інтервалу можливих відстаней. Інакше кажучи, у кристалів атоми або молекули взаємно розташовані таким чином, що формується структура може повторюватися у всьому обсязі тіла, що називається далеким порядком. У випадку ж з аморфними тілами - зберігається структура молекул лише щодо кожної однієї такої молекули, спостерігається закономірність в розподілі тільки сусідніх молекул - ближній порядок. Наочний приклад наведено нижче.

На малюнку зліва (а) зображена решітка молекул кварцу, а праворуч (б) розташування молекул кварцового скла, яке є аморфним тілом.

До аморфних тіл відноситься скло та інші речовини в склоподібного стані, каніфоль, смоли, янтар, сургуч, бітум, віск, а також органічні речовини: каучук, шкіра, целюлоза, поліетилен та ін.

Властивості аморфних тіл

Особливість будови аморфних твердих тіл надає їм індивідуальні властивості:

1. Слабо виражена плинність - одне з найбільш відомих властивостей таких тел. Прикладом будуть патьоки скла, яке довгий час стоїть у віконній рамі.
2. Аморфні тверді тіла не мають певної температурою плавлення, так як перехід в стан рідини під час нагрівання відбувається поступово, за допомогою розм'якшення тіла. З цієї причини до таких тіл застосовують так званий температурний інтервал розм'якшення.

Графік переходу аморфного тіла в рідкий стан зображений пунктирною лінією (2), а графік переходу звичайного твердого тіла в рідкий стан - суцільний (1).

1. В силу своєї структури такі тіла є ізотропним, тобто їх фізичні властивості не залежать від вибору напрямку.
2. Речовина в аморфному стані має більшу внутрішню енергію, ніж в кристалічному. З цієї причини аморфні тіла здатні самостійно переходити в кристалічний стан. Дане явище можна спостерігати як результат помутніння стекол з плином часу.

склоподібний стан

У природі існують рідини, які практично неможливо перевести в кристалічний стан за допомогою охолодження, так як складність молекул цих речовин не дозволяє їм утворити регулярну кристалічну решітку. До таких рідин відносяться молекули деяких органічних полімерів.

Матеріали по темі

Однак, за допомогою глибокого і швидкого охолодження, практично будь-яка речовина здатне перейти до склоподібного стану. Це таке аморфне стан, яке не має явної кристалічної решітки, але може частково кристалізуватися, в масштабах малих кластерів. Даний стан речовини є метастабільним, тобто зберігається при деяких необхідних термодинамічних умовах.

За допомогою технології охолодження з певною швидкістю речовина не буде встигати кристалізуватися, і перетвориться в скло. Тобто чим вище швидкість охолодження матеріалу, тим менше ймовірність його кристалізації. Так, наприклад, для виготовлення металевих стекол потрібно швидкість охолодження, що дорівнює 100 000 - 1 000 000 Кельвін в секунду.

У природі речовина існує в склоподібного стані виникає з рідкої вулканічної магми, яка, взаємодіючи з холодною водою або повітрям, швидко охолоджується. В даному випадку речовина зветься вулканічним склом. Також можна спостерігати скло, утворена в результаті плавлення падаючого метеорита, що взаємодіє з атмосферою - метеоритне скло або молдавіт.

Молдавіт, природне скло, утворене ударом метеорита, з Бесєдін, Богемія, Чехія.

comments powered by HyperComments

Сподобалася запис? Розкажи про неї друзям!

Переглядів запису: 13216