Свежие комментарии

    3.6. Кристаллические и аморфные тела

    Таким образом, кристаллическими называют тела, в которых атомы и молекулы расположены в правильном геометрическом порядке, а аморфными — в которых атомы и молекулы расположены беспорядочно.


    Характерной особенностью аморфных тел является их изотропность, т. е. независимость всех физических свойств (механических, оптических и т. д.) от направления внешнего воздействия. Молекулы и атомы в изотропных твердых телах располагаются хаотично, образуя лишь небольшие локальные группы, содержащие несколько частиц (ближний порядок).

    Например, решетка поваренной соли содержит ионы Na+ и Cl–, не объединенные попарно в молекулы NaCl (рис. 3.6.1). В каждой пространственной решетке можно выделить структурный элемент минимального размера, который называется элементарной ячейкой.

    Теоретически доказано, что всего может существовать 230 различных пространственных кристаллических структур. Большинство из них (но не все) обнаружены в природе или созданы искусственно. Поликристаллические тела состоят из многих сросшихся между собой хаотически ориентированных маленьких кристалликов, которые называются кристаллитами.

    3.6. Кристаллические и аморфные тела

    В отличие от монокристаллов, поликристаллические тела изотропны, т. е. их свойства одинаковы во всех направлениях. Поликристаллическое строение твердого тела можно обнаружить с помощью микроскопа, а иногда оно видно и невооруженным глазом (чугун). Многие вещества могут существовать в нескольких кристаллических модификациях (фазах), отличающихся физическими свойствами. Переход из одной модификации в другую называется полиморфным переходом.

    Характеристика кристаллического и аморфного состояний вещества

    На рис. 3.6.2 приведены примеры простых кристаллических решеток. Следует помнить, что частицы в кристаллах плотно упакованы, так что расстояние между их центрами приблизительно равно размеру частиц.

    III. ТВЕРДОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

    Кристаллические структуры металлов имеют важную особенность. Положительно заряженные ионы металла, образующие кристаллическую решетку, удерживаются вблизи положений равновесия силами взаимодействия с «газом свободных электронов» (рис. 3.6.3). Поэтому свойства строительных материалов, как правило, изучают в их твердом состоянии. Оно характеризуется фиксированным положением мельчайших составляющих (атомов, молекул, ионов) элемента или вещества в пространстве.

    При очень высокой температуре может быть также плазменное, а при очень большом давлении — особо плотное состояние вещества. Всякое жидкое вещество при охлаждении теряет свойство текучести и переходит в твердое состояние. 1) кристаллизация вещества. У некоторых веществ (воск, битум, смолы) кристаллизация совсем не наблюдается; они называются аморфными телами. Такие вещества называются стеклообразными. Стеклообразные тела также относятся к разряду аморфных, так как внутри них нет кристаллов.

    Например, явление «расстекловывания» строительного стекла сопровождается его помутнением, минераловатных волокон — превращением их в порошок. Так образуется аморфное вещество — в данном случае кварцевое стекло. При этом свойства материала существенно различаются. Аморфные тела можно рассматривать как сильно охлажденные жидкости с очень высоким коэффициентом вязкости.

    Это значит, что при температуре плавления 7^ энергия упорядоченного движения частиц в кристалле меньше энергии теплового движения частиц в расплаве. Так, аморфные вещества, обладая большим запасом свободной энергии, химически более активны, чем кристаллические вещества такого же состава.

    Напротив, жидкости и материалы в аморфном состоянии обладают одинаковыми свойствами во всех направлениях как изотропные материалы, например стекло. Кристаллические вещества в микрообъеме анизотропны (например, кварц), в макрообъеме — изотропны (например, гранит). Соотношение реальной скорости охлаждения (dT/dt) и характеристической скорости кристаллизации определяет долю поликристаллов в аморфном объёме.

    Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами. Чаще всего кристаллические твердые тела, в том числе и те, которые получаются искусственно, являются поликристаллами. По своим физическим свойствам и молекулярной структуре твердые тела разделяются на два класса – аморфные и кристаллические.

    Читать еще:

    • Инструкции и файлыИнструкции и файлы Белое и цветное белье нельзя стирать вместе, так как цветные вещи могут полинять и […]
    • Кашель у ребенкаКашель у ребенка Вторая группа — «ОТХАРКИВАЮЩИЕ СРЕДСТВА» — лекарства, кашель улучшающие. Откуда этот […]
    • Изменение климатаИзменение климата Климатический скептицизм связан с сомнением в научном консенсусе об изменении климата. […]
    • Прямая кишкаПрямая кишка По нижней полой вене оттекает кровь в правое предсердие от вен нижней половины тела: от […]
    • БИОЛОГИЯ. 6 класс.БИОЛОГИЯ. 6 класс. 1) Семя и его значение в жизни растений. III. Закрепление знаний о семени как органе […]

    Comments are closed.