Skoleleksikon. Amorfe faste stoffer

Udtrykket "amorf" er oversat fra græsk bogstaveligt som "ikke en form", "ikke en form". Sådanne stoffer har ikke en krystallinsk struktur; de undergår ikke spaltning med dannelse af krystallinske flader. Som regel er et amorft legeme isotropisk, det vil sige, at dets fysiske egenskaber ikke afhænger af retningen af ​​ekstern påvirkning.

Inden for et vist tidsrum (måneder, uger, dage) kan individuelle amorfe legemer spontant gå over i en krystallinsk tilstand. Så man kan for eksempel observere, hvordan honning eller sukkerslik mister deres gennemsigtighed efter et stykke tid. I sådanne tilfælde plejer man at sige, at produkterne er "kandiserede". Samtidig kan man, når man øser kandiseret honning op med en ske eller knækker en slikkepind, virkelig observere de dannede sukkerkrystaller, som tidligere eksisterede i en amorf form.

En sådan spontan krystallisation af stoffer indikerer en anden grad af stabilitet af tilstandene. Et amorft legeme er således mindre stabilt.

I modsætning til krystallinske faste stoffer er der ingen streng rækkefølge i arrangementet af partikler i et amorft legeme.

Selvom amorfe faste stoffer er i stand til at bevare deres form, har de ikke et krystalgitter. En vis regelmæssighed observeres kun for molekyler og atomer placeret i nabolaget. Denne ordre kaldes kortrækkende ordre . Det gentages ikke i alle retninger og bevares ikke over lange afstande, som i krystallinske legemer.

Eksempler på amorfe legemer er glas, rav, kunstharpiks, voks, paraffin, plasticine osv.

Funktioner af amorfe kroppe

Atomer i amorfe legemer oscillerer omkring punkter, der er tilfældigt placeret. Derfor ligner strukturen af ​​disse kroppe strukturen af ​​væsker. Men partiklerne i dem er mindre mobile. Tiden for deres oscillation omkring ligevægtspositionen er længere end i væsker. Spring af atomer til en anden position forekommer også meget sjældnere.

Hvordan opfører krystallinske faste stoffer sig, når de opvarmes? De begynder at smelte på et bestemt tidspunkt smeltepunkt. Og i nogen tid er de samtidigt i fast og flydende tilstand, indtil alt stoffet er smeltet.

Amorfe legemer har ikke et specifikt smeltepunkt. . Ved opvarmning smelter de ikke, men bliver gradvist blødere.

Læg et stykke plasticine i nærheden af ​​varmeapparatet. Efter et stykke tid bliver den blød. Dette sker ikke med det samme, men over en periode.

Da egenskaberne af amorfe legemer ligner væsker, betragtes de som underkølede væsker med en meget høj viskositet (størknede væsker). Under normale forhold kan de ikke flyde. Men når de opvarmes, forekommer atomspring i dem oftere, viskositeten falder, og amorfe kroppe blødgøres gradvist. Jo højere temperatur, jo lavere viskositet, og efterhånden bliver det amorfe legeme flydende.

Almindelig glas er et solidt amorft legeme. Det opnås ved at smelte siliciumoxid, sodavand og kalk. Opvarmning af blandingen til 1400 ca. C, få en flydende glasagtig masse. Når det afkøles, størkner flydende glas ikke som krystallinske legemer, men forbliver en væske, hvis viskositet øges, og flydendeheden falder. Under almindelige forhold fremstår den for os som en fast krop. Men faktisk er det en væske, der har en enorm viskositet og flydende, så lille, at den næsten ikke kan skelnes på de mest ultrafølsomme instrumenter.

Stoffets amorfe tilstand er ustabil. Over tid, fra en amorf tilstand, bliver den gradvist til en krystallinsk. Denne proces i forskellige stoffer foregår med forskellige hastigheder. Vi ser, hvordan sukkerkrystaller dækker sukkerkarameller. Dette tager ikke meget tid.

Og for at der kan dannes krystaller i almindeligt glas, skal der gå meget tid. Under krystallisation mister glas sin styrke, gennemsigtighed, bliver uklart og bliver skørt.

Isotropi af amorfe legemer

I krystallinske faste stoffer er de fysiske egenskaber forskellige i forskellige retninger. Og i amorfe kroppe er de ens i alle retninger. Dette fænomen kaldes isotropi .

Et amorft legeme leder lige meget elektricitet og varme i alle retninger og bryder lys ligeligt. Lyd forplanter sig også ligeligt i amorfe kroppe i alle retninger.

Amorfe stoffers egenskaber bruges i moderne teknologier. Af særlig interesse er metallegeringer, der ikke har en krystallinsk struktur og er amorfe faste stoffer. De kaldes metal briller . Deres fysiske, mekaniske, elektriske og andre egenskaber adskiller sig fra lignende egenskaber af konventionelle metaller til det bedre.

Så i medicin bruges amorfe legeringer, hvis styrke overstiger titanium. De bruges til at lave skruer eller plader, der forbinder brækkede knogler. I modsætning til titaniumbefæstelser nedbrydes dette materiale gradvist og erstattes af knoglemateriale over tid.

Højstyrkelegeringer bruges til fremstilling af metalskærende værktøjer, fittings, fjedre og dele af mekanismer.

En amorf legering med høj magnetisk permeabilitet er blevet udviklet i Japan. Ved at bruge det i transformerkerner i stedet for strukturerede transformatorstålplader kan hvirvelstrømstab reduceres med en faktor 20.

Amorfe metaller har unikke egenskaber. De kaldes fremtidens materiale.

Et fast legeme er en af ​​stoffets fire grundlæggende tilstande, bortset fra væske, gas og plasma. Det er kendetegnet ved strukturel stivhed og modstand mod ændringer i form eller volumen. I modsætning til en væske flyder en fast genstand ikke eller antager formen af ​​den beholder, den er placeret i. Et fast stof udvider sig ikke for at fylde dets tilgængelige volumen, som en gas gør.
Atomer i et fast stof er tæt beslægtede med hinanden, er i en ordnet tilstand i krystalgitterets noder (disse er metaller, almindelig is, sukker, salt, diamant) eller er arrangeret uregelmæssigt, har ikke streng repeterbarhed i strukturen af ​​krystalgitteret (disse er amorfe legemer, såsom vinduesglas, kolofonium, glimmer eller plastik).

Krystallinske legemer

Krystallinske faste stoffer eller krystaller har et karakteristisk indre træk - en struktur i form af et krystalgitter, hvor atomer, molekyler eller ioner af et stof indtager en bestemt position.
Krystalgitteret fører til eksistensen af ​​specielle flade flader i krystaller, der adskiller et stof fra et andet. Når de udsættes for røntgenstråler, udsender hvert krystalgitter et karakteristisk mønster, som kan bruges til at identificere et stof. Krystallernes ansigter skærer hinanden i bestemte vinkler, der adskiller et stof fra et andet. Hvis krystallen er delt, vil de nye flader skære hinanden i samme vinkler som den oprindelige.

For eksempel galena - galena, pyrit - pyrit, kvarts - kvarts. Krystalflader skærer hinanden i rette vinkler i galena (PbS) og pyrit (FeS 2), i andre vinkler i kvarts.

Krystal egenskaber

• konstant volumen;
• korrekt geometrisk form;
• anisotropi - forskellen i mekaniske, lette, elektriske og termiske egenskaber fra retningen i krystallen;
• veldefineret smeltepunkt, da det afhænger af regelmæssigheden af ​​krystalgitteret. De intermolekylære kræfter, der holder et fast stof sammen, er ensartede, og det kræver den samme mængde termisk energi at bryde hver vekselvirkning på samme tid.

Amorfe kroppe

Eksempler på amorfe legemer, der ikke har en streng struktur og repeterbarhed af cellerne i krystalgitteret er: glas, harpiks, teflon, polyurethan, naphthalen, polyvinylchlorid.

De har to karakteristiske egenskaber: isotropi og fraværet af et specifikt smeltepunkt.
Amorfe legemers isotropi forstås som ensartetheden af ​​et stofs fysiske egenskaber i alle retninger.
I et amorft fast stof varierer afstanden til naboknuder af krystalgitteret og antallet af naboknuder gennem materialet. For at bryde intermolekylære interaktioner kræves der derfor en anden mængde termisk energi. Amorfe stoffer blødgøres derfor langsomt over et bredt temperaturområde og har ikke et klart smeltepunkt.
Et træk ved amorfe faste stoffer er, at de ved lave temperaturer har faste stoffers egenskaber, og med stigende temperatur - væskers egenskaber.

I modsætning til krystallinske faste stoffer er der ingen streng rækkefølge i arrangementet af partikler i et amorft legeme.

Selvom amorfe faste stoffer er i stand til at bevare deres form, har de ikke et krystalgitter. En vis regelmæssighed observeres kun for molekyler og atomer placeret i nabolaget. Denne ordre kaldes kortrækkende ordre . Det gentages ikke i alle retninger og bevares ikke over lange afstande, som i krystallinske legemer.

Eksempler på amorfe legemer er glas, rav, kunstharpiks, voks, paraffin, plasticine osv.

Funktioner af amorfe kroppe

Atomer i amorfe legemer oscillerer omkring punkter, der er tilfældigt placeret. Derfor ligner strukturen af ​​disse kroppe strukturen af ​​væsker. Men partiklerne i dem er mindre mobile. Tiden for deres oscillation omkring ligevægtspositionen er længere end i væsker. Spring af atomer til en anden position forekommer også meget sjældnere.

Hvordan opfører krystallinske faste stoffer sig, når de opvarmes? De begynder at smelte på et bestemt tidspunkt smeltepunkt. Og i nogen tid er de samtidigt i fast og flydende tilstand, indtil alt stoffet er smeltet.

Amorfe legemer har ikke et specifikt smeltepunkt. . Ved opvarmning smelter de ikke, men bliver gradvist blødere.

Læg et stykke plasticine i nærheden af ​​varmeapparatet. Efter et stykke tid bliver den blød. Dette sker ikke med det samme, men over en periode.

Da egenskaberne af amorfe legemer ligner væsker, betragtes de som underkølede væsker med en meget høj viskositet (størknede væsker). Under normale forhold kan de ikke flyde. Men når de opvarmes, forekommer atomspring i dem oftere, viskositeten falder, og amorfe kroppe blødgøres gradvist. Jo højere temperatur, jo lavere viskositet, og efterhånden bliver det amorfe legeme flydende.

Almindelig glas er et solidt amorft legeme. Det opnås ved at smelte siliciumoxid, sodavand og kalk. Opvarmning af blandingen til 1400 ca. C, få en flydende glasagtig masse. Når det afkøles, størkner flydende glas ikke som krystallinske legemer, men forbliver en væske, hvis viskositet øges, og flydendeheden falder. Under almindelige forhold fremstår den for os som en fast krop. Men faktisk er det en væske, der har en enorm viskositet og flydende, så lille, at den næsten ikke kan skelnes på de mest ultrafølsomme instrumenter.

Stoffets amorfe tilstand er ustabil. Over tid, fra en amorf tilstand, bliver den gradvist til en krystallinsk. Denne proces i forskellige stoffer foregår med forskellige hastigheder. Vi ser, hvordan sukkerkrystaller dækker sukkerkarameller. Dette tager ikke meget tid.

Og for at der kan dannes krystaller i almindeligt glas, skal der gå meget tid. Under krystallisation mister glas sin styrke, gennemsigtighed, bliver uklart og bliver skørt.

Isotropi af amorfe legemer

I krystallinske faste stoffer er de fysiske egenskaber forskellige i forskellige retninger. Og i amorfe kroppe er de ens i alle retninger. Dette fænomen kaldes isotropi .

Et amorft legeme leder lige meget elektricitet og varme i alle retninger og bryder lys ligeligt. Lyd forplanter sig også ligeligt i amorfe kroppe i alle retninger.

Amorfe stoffers egenskaber bruges i moderne teknologier. Af særlig interesse er metallegeringer, der ikke har en krystallinsk struktur og er amorfe faste stoffer. De kaldes metal briller . Deres fysiske, mekaniske, elektriske og andre egenskaber adskiller sig fra lignende egenskaber af konventionelle metaller til det bedre.

Så i medicin bruges amorfe legeringer, hvis styrke overstiger titanium. De bruges til at lave skruer eller plader, der forbinder brækkede knogler. I modsætning til titaniumbefæstelser nedbrydes dette materiale gradvist og erstattes af knoglemateriale over tid.

Højstyrkelegeringer bruges til fremstilling af metalskærende værktøjer, fittings, fjedre og dele af mekanismer.

En amorf legering med høj magnetisk permeabilitet er blevet udviklet i Japan. Ved at bruge det i transformerkerner i stedet for strukturerede transformatorstålplader kan hvirvelstrømstab reduceres med en faktor 20.

Amorfe metaller har unikke egenskaber. De kaldes fremtidens materiale.