Alla fasta ?mnen ?r inte kristaller. Det finns m?nga amorfa kroppar.

Amorfa kroppar har inte en strikt ordning i arrangemanget av atomer. Bara de n?rmaste atomerna - grannarna finns i n?gon ordning. Men det finns ingen strikt orientering i alla riktningar av samma element i strukturen, vilket ?r karakteristiskt f?r kristaller i amorfa kroppar.

Ofta kan samma substans vara i b?de kristallint och amorft tillst?nd. Till exempel kan kvarts SiO2 vara i b?de kristallin och amorf form (kiseldioxid). Den kristallina formen av kvarts kan schematiskt representeras som ett gitter av regelbundna hexagoner. Den amorfa strukturen av kvarts har ocks? formen av ett gitter, men av en oregelbunden form. Tillsammans med hexagoner inneh?ller den pentagoner och heptagoner.

1959 genomf?rde den engelske fysikern D. Bernal intressanta experiment: han tog m?nga sm? plasticinebollar av samma storlek, rullade dem i kritapulver och pressade dem till en stor boll. Som ett resultat deformerades kulorna till polyedrar. Det visade sig att i det h?r fallet bildades ?verv?gande femkantiga ytor och polyedrar hade i genomsnitt 13,3 ansikten. S? det finns definitivt en viss ordning p? amorfa ?mnen.

Amorfa kroppar inkluderar glas, harts, kolofonium, sockergodis, etc. Till skillnad fr?n kristallina ?mnen ?r amorfa ?mnen isotropa, det vill s?ga deras mekaniska, optiska, elektriska och andra egenskaper beror inte p? riktning. Amorfa kroppar har ingen fast sm?ltpunkt: sm?ltning sker inom ett visst temperaturomr?de. ?verg?ngen av ett amorft ?mne fr?n ett fast till ett flytande tillst?nd ?tf?ljs inte av en abrupt f?r?ndring i egenskaper. En fysisk modell av det amorfa tillst?ndet har ?nnu inte skapats.

Amorfa kroppar intar en mellanposition mellan kristallina fasta ?mnen och v?tskor. Deras atomer eller molekyler ?r ordnade i relativ ordning. Genom att f?rst? strukturen hos fasta ?mnen (kristallina och amorfa) kan du skapa material med ?nskade egenskaper.

Under yttre p?verkan uppvisar amorfa kroppar b?de elastiska egenskaper, som fasta ?mnen, och fluiditet, som v?tskor. S? med kortsiktiga effekter (p?verkan) beter de sig som solida kroppar och, med en stark p?verkan, g?r de i bitar. Men med en mycket l?ng exponering flyter amorfa kroppar. L?t oss f?lja en bit harts som ligger p? en sl?t yta. Gradvis sprids hartset ?ver det, och ju h?gre temperatur hartset har, desto snabbare sker detta.

Amorfa kroppar vid l?ga temperaturer liknar fasta kroppar i sina egenskaper. De har n?stan ingen flytbarhet, men n?r temperaturen stiger mjuknar de gradvis och deras egenskaper n?rmar sig mer och mer v?tskors. Detta beror p? att n?r temperaturen stiger, blir hoppen av atomer fr?n en position till en annan gradvis mer frekventa. Amorfa kroppar, till skillnad fr?n kristallina, har inte en viss kroppstemperatur.

N?r ett flytande ?mne kyls kristalliseras det inte alltid. under vissa f?rh?llanden kan ett fast amorft (glasartat) tillst?nd som inte ?r j?mvikt bildas. I glasartat tillst?nd kan det finnas enkla ?mnen (kol, fosfor, arsenik, svavel, selen), oxider (till exempel bor, kisel, fosfor), halogenider, kalkogenider, m?nga organiska polymerer. I detta tillst?nd kan ?mnet vara stabila under l?ng tid, till exempel ?r vissa vulkaniska glas miljontals ?r gamla. De fysikaliska och kemiska egenskaperna hos ett ?mne i glasartat amorft tillst?nd kan skilja sig v?sentligt fr?n egenskaperna hos ett kristallint ?mne. Till exempel ?r glasartad germaniumdioxid kemiskt mer aktiv ?n kristallin. Skillnader i egenskaperna hos det flytande och fasta amorfa tillst?ndet best?ms av arten av den termiska r?relsen hos partiklar: i det amorfa tillst?ndet ?r partiklarna endast kapabla till oscillerande och roterande r?relser, men kan inte r?ra sig i ?mnets tjocklek.

Under inverkan av mekaniska belastningar eller n?r temperaturen ?ndras kan amorfa kroppar kristallisera. Reaktiviteten hos ?mnen i det amorfa tillst?ndet ?r mycket h?gre ?n i det kristallina tillst?ndet. Huvudtecknet p? ett amorft (fr?n grekiskans "amorfos" - forml?st) tillst?nd av materia ?r fr?nvaron av ett atom?rt eller molekyl?rt gitter, det vill s?ga en tredimensionell periodicitet av strukturen som ?r karakteristisk f?r det kristallina tillst?ndet.

Det finns ?mnen som i fast form bara kan vara i amorft tillst?nd. Detta g?ller polymerer med en oregelbunden sekvens av l?nkar.

Man m?ste komma ih?g att inte alla kroppar som finns p? planeten jorden har en kristallin struktur. Undantag fr?n regeln kallas "amorfa kroppar". Hur skiljer de sig ?t? Baserat p? ?vers?ttningen av denna term - amorf - kan det antas att s?dana ?mnen skiljer sig fr?n andra i sin form eller utseende. Vi talar om fr?nvaron av det s? kallade kristallgittret. Splittringsprocessen, d?r ansikten upptr?der, intr?ffar inte. Amorfa kroppar k?nnetecknas ocks? av det faktum att de inte ?r beroende av milj?n, och deras egenskaper ?r konstanta. S?dana ?mnen kallas isotropa.

En liten egenskap hos amorfa kroppar

Fr?n en skolkurs i fysik kan man minnas att amorfa ?mnen har en struktur d?r atomerna i dem ?r ordnade p? ett kaotiskt s?tt. Endast angr?nsande strukturer kan ha en viss plats, d?r ett s?dant arrangemang tvingas. Men ?nd?, med en analogi med kristaller, har amorfa kroppar inte en strikt ordning av molekyler och atomer (i fysiken kallas denna egenskap "l?ngdistansordning"). Som ett resultat av forskningen fann man att dessa ?mnen liknar v?tskor i sin struktur.

Vissa kroppar (som ett exempel kan vi ta kiseldioxid, vars formel ?r SiO 2) kan samtidigt vara i amorft tillst?nd och ha en kristallin struktur. Kvarts i den f?rsta versionen har en oregelbunden gallerstruktur, i den andra - en vanlig hexagon.

Fastighet #1

Som n?mnts ovan har amorfa kroppar inget kristallgitter. Deras atomer och molekyler har en placeringsordning p? kort r?ckvidd, vilket kommer att vara den f?rsta s?rskiljande egenskapen hos dessa ?mnen.

Fastighet #2

Dessa kroppar ?r ber?vade p? fluiditet. F?r att b?ttre f?rklara den andra egenskapen hos ?mnen kan vi g?ra detta med exemplet med vax. Det ?r ingen hemlighet att om du h?ller vatten i en tratt kommer det helt enkelt att rinna ut ur den. Detsamma kommer att vara med alla andra flytande ?mnen. Och egenskaperna hos amorfa kroppar till?ter dem inte att g?ra s?dana "trick". Om vaxet placeras i en tratt kommer det f?rst att spridas ?ver ytan och f?rst d? b?rja rinna av det. Detta beror p? att molekylerna i ett ?mne hoppar fr?n en j?mviktsposition till en helt annan utan att ha en huvudplats.

Fastighet #3

Det ?r dags att prata om sm?ltningsprocessen. Man b?r komma ih?g att amorfa ?mnen inte har en specifik temperatur vid vilken sm?ltningen b?rjar. N?r graden stiger blir kroppen gradvis mjukare och f?rvandlas sedan till en v?tska. Fysiker fokuserar alltid inte p? temperaturen vid vilken denna process b?rjade intr?ffa, utan p? motsvarande sm?lttemperaturintervall.

Fastighet #4

Det har redan n?mnts ovan. Amorfa kroppar ?r isotropa. Det vill s?ga att deras egenskaper i n?gon riktning ?r of?r?ndrade, ?ven om villkoren f?r vistelse p? platser ?r olika.

Fastighet #5

Minst en g?ng observerade varje person att glas?gonen under en viss tid b?rjade bli grumliga. Denna egenskap hos amorfa kroppar ?r f?rknippad med ?kad inre energi (den ?r m?nga g?nger st?rre ?n den hos kristaller). P? grund av detta kan dessa ?mnen l?tt g? in i ett kristallint tillst?nd p? egen hand.

?verg?ng till det kristallina tillst?ndet

Efter en viss tidsperiod ?verg?r varje amorf kropp till ett kristallint tillst?nd. Detta kan observeras i en persons vanliga liv. Om du till exempel l?mnar en klubba eller honung i flera m?nader kommer du att m?rka att b?da har tappat sin insyn. En vanlig person kommer att s?ga att de bara ?r sockrade. Faktum ?r att om du bryter kroppen kan du se n?rvaron av sockerkristaller.

S? p? tal om detta ?r det n?dv?ndigt att klarg?ra att den spontana omvandlingen till ett annat tillst?nd beror p? det faktum att amorfa ?mnen ?r instabila. Om man j?mf?r dem med kristaller kan man f?rst? att de senare ?r m?nga g?nger mer "kraftfulla". Faktumet kan f?rklaras tack vare den intermolekyl?ra teorin. Enligt henne hoppar molekylerna hela tiden fr?n en plats till en annan och fyller p? s? s?tt tomrummen. Med tiden bildas ett stabilt kristallgitter.

Sm?ltning av amorfa kroppar

Processen f?r sm?ltning av amorfa kroppar ?r det ?gonblick d?, med en temperaturh?jning, alla bindningar mellan atomer kollapsar. Det ?r d? som ?mnet f?rvandlas till en v?tska. Om sm?ltf?rh?llandena ?r s?dana att trycket ?r detsamma under hela perioden, m?ste ?ven temperaturen fixeras.

flytande kristaller

I naturen finns det kroppar som har en flytande kristallstruktur. Som regel ing?r de i listan ?ver organiska ?mnen, och deras molekyler har en filamentform. Kropparna i fr?ga har egenskaperna hos v?tskor och kristaller, n?mligen fluiditet och anisotropi.

I s?dana ?mnen ?r molekylerna parallella med varandra, men det finns ett ofixerat avst?nd mellan dem. De r?r sig st?ndigt, men de ?r inte ben?gna att ?ndra orientering, d?rf?r ?r de st?ndigt i en position.

Amorfa metaller

Amorfa metaller ?r mer k?nda f?r gemene man som metallglas.

Redan 1940 b?rjade forskare tala om existensen av dessa kroppar. Redan d? blev det k?nt att metaller speciellt framst?llda genom vakuumdeponering inte hade kristallgitter. Och bara 20 ?r senare producerades det f?rsta glaset av denna typ. Det v?ckte ingen s?rskild uppm?rksamhet bland vetenskapsm?n; och f?rst efter ytterligare 10 ?r b?rjade amerikanska och japanska proffs prata om det, och sedan koreanska och europeiska.

Amorfa metaller k?nnetecknas av seghet, en tillr?ckligt h?g h?llfasthet och motst?ndskraft mot korrosion.

Till skillnad fr?n kristallina fasta ?mnen finns det ingen strikt ordning i arrangemanget av partiklar i en amorf kropp.

?ven om amorfa fasta ?mnen kan beh?lla sin form, har de inget kristallgitter. Viss regelbundenhet observeras endast f?r molekyler och atomer som finns i grannskapet. Denna ordning kallas kortdistansbest?llning . Det upprepas inte i alla riktningar och bevaras inte ?ver l?nga avst?nd, som i kristallina kroppar.

Exempel p? amorfa kroppar ?r glas, b?rnsten, konstgjorda hartser, vax, paraffin, plasticine, etc.

Funktioner hos amorfa kroppar

Atomer i amorfa kroppar oscillerar runt punkter som ?r slumpm?ssigt placerade. D?rf?r liknar strukturen hos dessa kroppar strukturen hos v?tskor. Men partiklarna i dem ?r mindre r?rliga. Tiden f?r deras sv?ngning runt j?mviktspositionen ?r l?ngre ?n i v?tskor. Hopp av atomer till en annan position f?rekommer ocks? mycket mindre frekvent.

Hur beter sig kristallina fasta ?mnen n?r de v?rms upp? De b?rjar sm?lta vid en viss tid sm?ltpunkt. Och under en tid ?r de samtidigt i fast och flytande tillst?nd, tills allt ?mne ?r sm?lt.

Amorfa kroppar har ingen specifik sm?ltpunkt. . N?r de v?rms upp sm?lter de inte, utan mjuknar gradvis.

L?gg en bit plasticine n?ra v?rmeanordningen. Efter ett tag blir den mjuk. Detta sker inte omedelbart, utan ?ver en tidsperiod.

Eftersom egenskaperna hos amorfa kroppar liknar egenskaperna hos v?tskor, betraktas de som underkylda v?tskor med mycket h?g viskositet (stelnade v?tskor). Under normala f?rh?llanden kan de inte flyta. Men n?r de v?rms upp sker hopp av atomer i dem oftare, viskositeten minskar och amorfa kroppar mjuknar gradvis. Ju h?gre temperatur, desto l?gre viskositet, och gradvis blir den amorfa kroppen flytande.

Vanligt glas ?r en solid amorf kropp. Det erh?lls genom att sm?lta kiseloxid, soda och kalk. V?rm blandningen till 1400 ca C, f? en flytande glasaktig massa. N?r det kyls, stelnar inte flytande glas, som kristallina kroppar, utan f?rblir en v?tska, vars viskositet ?kar och fluiditeten minskar. Under vanliga f?rh?llanden framst?r den f?r oss som en fast kropp. Men i sj?lva verket ?r det en v?tska som har en enorm viskositet och flytbarhet, s? liten att den knappast kan urskiljas av de mest ultrak?nsliga instrumenten.

Materiens amorfa tillst?nd ?r instabilt. Med tiden, fr?n ett amorft tillst?nd, f?rvandlas det gradvis till ett kristallint. Denna process i olika ?mnen sker i olika hastigheter. Vi ser hur sockerkristaller t?cker sockergodis. Detta tar inte mycket tid.

Och f?r att det ska bildas kristaller i vanligt glas m?ste det g? mycket tid. Under kristallisering f?rlorar glas sin styrka, transparens, blir grumligt och blir sk?rt.

Isotropi av amorfa kroppar

I kristallina fasta ?mnen skiljer sig de fysikaliska egenskaperna ?t i olika riktningar. Och i amorfa kroppar ?r de lika i alla riktningar. Detta fenomen kallas isotropi .

En amorf kropp leder lika mycket elektricitet och v?rme i alla riktningar och bryter ljus lika. Ljud fortplantar sig ocks? lika i amorfa kroppar i alla riktningar.

Egenskaperna hos amorfa ?mnen anv?nds i modern teknik. Av s?rskilt intresse ?r metallegeringar som inte har en kristallin struktur och ?r amorfa fasta ?mnen. De kallas metall glas?gon . Deras fysiska, mekaniska, elektriska och andra egenskaper skiljer sig fr?n liknande egenskaper hos konventionella metaller till det b?ttre.

S? inom medicin anv?nds amorfa legeringar, vars styrka ?verstiger titan. De anv?nds f?r att g?ra skruvar eller plattor som f?rbinder brutna ben. Till skillnad fr?n f?stelement i titan s?nderfaller detta material gradvis och ers?tts med benmaterial med tiden.

H?gh?llfasta legeringar anv?nds vid tillverkning av sk?rande verktyg, beslag, fj?drar och delar av mekanismer.

En amorf legering med h?g magnetisk permeabilitet har utvecklats i Japan. Genom att anv?nda den i transformatork?rnor ist?llet f?r strukturerade transformatorst?lpl?tar kan virvelstr?msf?rlusterna minskas med en faktor 20.

Amorfa metaller har unika egenskaper. De kallas framtidens material.

Amorfa kroppar

Amorfa ?mnen (kroppar)(fr?n annan grek. ? "inte-" och morfi "typ, form") - ett kondenserat tillst?nd av materia, vars atomstruktur har en kortdistansordning och inte har en l?ngdistansordning, karakteristisk f?r kristallina strukturer. Till skillnad fr?n kristaller stelnar inte stabila amorfa ?mnen med bildandet av kristallina ytor, och (om de inte var under den starkaste anisotropiska p?verkan - komprimering eller ett elektriskt f?lt, till exempel) har isotropi av egenskaper, det vill s?ga att de inte uppvisar olika fastigheter ?t olika h?ll. Och de har ingen specifik sm?ltpunkt: med ?kande temperatur mjuknar stabilt amorfa ?mnen gradvis och ?ver glas?verg?ngstemperaturen (T g) ?verg?r de till flytande tillst?nd. ?mnen med h?g kristallisationshastighet, vanligtvis med en (poly-)kristallin struktur, men starkt underkylda n?r de stelnar till ett amorft tillst?nd, vid efterf?ljande upphettning, kort f?re sm?ltning, omkristalliseras (i fast tillst?nd med liten v?rmeavgivning) och sm?lter sedan som vanliga polykristallina.

De erh?lls med en h?g stelningshastighet (avkylning) av en flytande sm?lta eller genom kondensering av ?ngor p? ett substrat som kyls m?rkbart under SMILT-temperaturen (inte kokande!) (vilket som helst f?rem?l). F?rh?llandet mellan den verkliga kylningshastigheten (dT/dt) och den karakteristiska kristallisationshastigheten best?mmer andelen polykristaller i den amorfa volymen. Kristallisationshastigheten ?r en parameter f?r ett ?mne som ?r svagt beroende av tryck och temperatur (starkt n?ra sm?ltpunkten). Och starkt beroende av kompositionens komplexitet - f?r metaller i storleksordningen fraktioner eller tiotals millisekunder; och f?r glas?gon i rumstemperatur - hundratals och tusentals ?r (gamla glas?gon och speglar blir grumliga).

De elektriska och mekaniska egenskaperna hos amorfa ?mnen ligger n?rmare de f?r enkristaller ?n f?r polykristaller p? grund av fr?nvaron av skarpa och kraftigt kontaminerade med f?roreningar interkristallina ?verg?ngar (gr?nser) med ofta helt annan kemisk sammans?ttning.

De icke-mekaniska egenskaperna hos semi-amorfa tillst?nd ?r vanligtvis mellanliggande mellan amorfa och kristallina och ?r isotropa. Men fr?nvaron av skarpa interkristallina ?verg?ngar p?verkar m?rkbart de elektriska och mekaniska egenskaperna, vilket g?r dem liknar amorfa.

Under yttre p?verkan uppvisar amorfa ?mnen b?de elastiska egenskaper, som kristallina fasta ?mnen, och fluiditet, som en v?tska. S?, med kortsiktiga effekter (p?verkan), beter de sig som fasta ?mnen och, med en stark p?verkan, g?r de i bitar. Men med en mycket l?ng exponering (till exempel str?ckning) fl?dar amorfa ?mnen. Till exempel ?r harts (eller tj?ra, bitumen) ocks? ett amorft ?mne. Om du krossar det i sm? delar och fyller k?rlet med den resulterande massan, kommer hartset efter ett tag att sm?lta samman till en enda helhet och ta formen av ett k?rl.

Beroende p? de elektriska egenskaperna delas amorfa metaller, amorfa icke-metaller och amorfa halvledare upp.

se ?ven

Wikimedia Foundation. 2010 .

Se vad "Amorfa kroppar" ?r i andra ordb?cker:

Allt som erk?nns som verkligen existerande och upptar en del av rymden kallas fysiskt T. Varje fysiskt T. bildas av materia (se Substans) och ?r enligt den vanligaste l?ran ett aggregat ... ... Encyclopedic Dictionary F.A. Brockhaus och I.A. Efron

Fasta tillst?ndets fysik ?r en gren inom den kondenserade materiens fysik vars uppgift ?r att beskriva fasta ?mnens fysikaliska egenskaper utifr?n deras atomstruktur. Den utvecklades intensivt under 1900-talet efter uppt?ckten av kvantmekaniken. ... ... Wikipedia

Organisk s?ld tillst?ndskemi ?r en del av fast tillst?ndskemi som studerar alla typer av kemiska och fysikalisk-kemiska aspekter av organiska fasta ?mnen (OTT), i synnerhet deras syntes, struktur, egenskaper, ... ... Wikipedia

Kristallers fysik Kristallkristallografi Kristallgitter Typer av kristallgitter Diffraktion i kristaller Reciprokt gitter Wigner Seitz-cell Brillouin-zon Strukturell grundfaktor Atomisk spridningsfaktor Typer av bindningar i ... ... Wikipedia

En gren av fysik som studerar fasta ?mnens struktur och egenskaper. Vetenskapliga data om fasta ?mnens mikrostruktur och om de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos deras ing?ende atomer ?r n?dv?ndiga f?r utvecklingen av nya material och tekniska anordningar. Fysik ... ... Collier Encyclopedia

- (fasta tillst?ndskemi), sektion av fysik. kemi, studera strukturen, sv va och metoder f?r att erh?lla fast material i c. X. t. t. f?rknippas med fasta tillst?ndets fysik, kristallografi, mineralogi, fysik. chem. mekanik, mekanokemi, str?lningskemi, ?r ... ... Kemisk uppslagsverk

Fasta tillst?ndskemi ?r en gren av kemin som studerar olika aspekter av fasta tillst?nds?mnen, i synnerhet deras syntes, struktur, egenskaper, till?mpningar etc. Dess studieobjekt ?r kristallina och amorfa, oorganiska och organiska ... ... Wikipedia

- (ISSP RAS) Internationellt namn Institute of Solid State Physics, RAS Grundat 1963 Styrelsemedlem. K. V. ... Wikipedia

Institute of Solid State Physics RAS (ISSP RAS) Internationellt namn Institute of Solid State Physics, RAS Grundades den 15 februari 1963 Styrelseledamot. corr. RAS V.V. Queder ... Wikipedia

« Fysik - ?rskurs 10"

F?rutom fasta ?mnen som har en kristallin struktur, som k?nnetecknas av en strikt ordning i arrangemanget av atomer, finns det amorfa fasta ?mnen.

Amorfa kroppar har inte en strikt ordning i arrangemanget av atomer. Endast de n?rmaste atomerna-grannarna ?r ordnade i n?gon ordning. Men det finns ingen strikt upprepning i alla riktningar av samma strukturella element, som ?r karakteristiskt f?r kristaller, i amorfa kroppar. Enligt arrangemanget av atomer och deras beteende liknar amorfa kroppar v?tskor. Ofta kan samma substans vara i b?de kristallint och amorft tillst?nd.

Teoretiska studier leder till produktion av fasta ?mnen, vars egenskaper ?r ganska ovanliga. Det skulle vara om?jligt att f? tag p? s?dana organ genom f?rs?k och misstag. Skapandet av transistorer, som kommer att diskuteras senare, ?r ett levande exempel p? hur f?rst?elsen av fasta ?mnens struktur har lett till en revolution inom all radioteknik.

Att erh?lla material med specificerade mekaniska, magnetiska, elektriska och andra egenskaper ?r en av huvudriktningarna f?r modern fast tillst?ndsfysik.