« Fizika - 10-sinf

Atomlarning joylashuvida qat'iy tartib bilan ajralib turadigan kristalli tuzilishga ega bo'lgan qattiq jismlardan tashqari, amorf qattiq jismlar ham mavjud.

Amorf jismlar atomlarning joylashishida qat'iy tartibga ega emas. Faqat eng yaqin qo'shni atomlar qandaydir tartibda joylashtirilgan. Ammo amorf jismlarda kristallarga xos bo'lgan bir xil struktura elementining barcha yo'nalishlarida qat'iy takrorlanish mavjud emas. Atomlarning joylashishi va xatti-harakatlariga ko'ra, amorf jismlar suyuqliklarga o'xshaydi. Ko'pincha bir xil modda ham kristall, ham amorf holatda bo'lishi mumkin.

Nazariy tadqiqotlar xossalari juda g'ayrioddiy bo'lgan qattiq moddalarni ishlab chiqarishga olib keladi. Bunday jasadlarni sinov va xato yo'li bilan olish mumkin emas edi. Keyinchalik muhokama qilinadigan tranzistorlarning yaratilishi qattiq jismlarning tuzilishini tushunish barcha radiotexnikada inqilobga olib kelganiga yorqin misoldir.

Belgilangan mexanik, magnit, elektr va boshqa xossalarga ega bo'lgan materiallarni olish zamonaviy qattiq jismlar fizikasining asosiy yo'nalishlaridan biridir.

Qattiq jismlar molekulyar tuzilishi va fizik xossalariga ko’ra amorf va kristalllarga bo’linadi.

Kristallardan farqli o'laroq, amorf qattiq jismlarning molekulalari va atomlari panjara hosil qilmaydi va ular orasidagi masofa mumkin bo'lgan masofalarning ma'lum diapazonida o'zgaradi. Boshqacha qilib aytganda, kristallarda atomlar yoki molekulalar o'zaro shunday joylashtirilganki, hosil bo'lgan struktura tananing butun hajmida takrorlanishi mumkin, bu uzoq masofali tartib deb ataladi. Amorf jismlarda molekulalarning tuzilishi faqat har bir bunday molekulaga nisbatan saqlanib qoladi, faqat qo'shni molekulalarning taqsimlanishida qonuniyat kuzatiladi - qisqa masofali tartib. Quyida tasviriy misol keltirilgan.

Amorf jismlarga shisha va shishasimon holatdagi boshqa moddalar, rozin, smolalar, qahrabo, muhrlangan mum, bitum, mum, shuningdek organik moddalar: kauchuk, teri, tsellyuloza, polietilen va boshqalar kiradi.

Amorf jismlarning xossalari

Amorf qattiq jismlarning tuzilishining o'ziga xosligi ularga individual xususiyatlarni beradi:

1. Zaif ifodalangan suyuqlik bunday jismlarning eng mashhur xususiyatlaridan biridir. Misol sifatida uzoq vaqt davomida deraza oynasida turgan shisha chiziqlar bo'lishi mumkin.
2. Amorf qattiq moddalar o'ziga xos erish nuqtasiga ega emas, chunki isitish vaqtida suyuqlik holatiga o'tish tanani yumshatish orqali asta-sekin sodir bo'ladi. Shu sababli, bunday jismlarga yumshatuvchi harorat oralig'i qo'llaniladi.

1. Bunday jismlar tuzilishiga ko'ra izotropdir, ya'ni ularning fizik xossalari yo'nalish tanlashga bog'liq emas.
2. Amorf holatdagi moddaning ichki energiyasi kristall holatiga qaraganda ko'proq bo'ladi. Shu sababli amorf jismlar mustaqil ravishda kristall holatga o'tishga qodir. Bu hodisani vaqt o'tishi bilan shishaning xiralashishi natijasida kuzatilishi mumkin.

shishasimon holat

Tabiatda shunday suyuqliklar mavjudki, ularni sovutish orqali kristall holatga o'tkazish deyarli mumkin emas, chunki bu moddalar molekulalarining murakkabligi ularni muntazam kristall panjara hosil qilishiga imkon bermaydi. Ayrim organik polimerlarning molekulalari bunday suyuqliklarga tegishlidir.

Biroq, chuqur va tez sovutish yordamida deyarli har qanday modda shishasimon holatga o'tishi mumkin. Bu shunday amorf holat bo'lib, u aniq kristall panjaraga ega emas, lekin kichik klasterlar miqyosida qisman kristallanishi mumkin. Moddaning bu holati metastabildir, ya'ni ma'lum talab qilinadigan termodinamik sharoitlarda saqlanadi.

Muayyan tezlikda sovutish texnologiyasi yordamida modda kristallanishga ulgurmaydi va shishaga aylanadi. Ya'ni, materialning sovutish tezligi qanchalik yuqori bo'lsa, uning kristallanish ehtimoli shunchalik past bo'ladi. Masalan, metall oynalar ishlab chiqarish uchun sekundiga 100 000 - 1 000 000 Kelvin sovutish tezligi talab qilinadi.

Tabiatda materiya shishasimon holatda mavjud bo'lib, suyuq vulkanik magmadan kelib chiqadi, u sovuq suv yoki havo bilan o'zaro ta'sirlanib, tez soviydi. Bunday holda, moddaga vulqon shishasi deyiladi. Atmosfera bilan o'zaro ta'sir qiladigan tushayotgan meteoritning erishi natijasida hosil bo'lgan oynani ham kuzatishingiz mumkin - meteorit shishasi yoki moldavit.

"Amorf" atamasi yunon tilidan tom ma'noda "shakl emas", "shakl emas" deb tarjima qilingan. Bunday moddalar kristalli tuzilishga ega emas, ular kristalli yuzlarning hosil bo'lishi bilan parchalanmaydi. Qoida tariqasida, amorf jism izotropdir, ya'ni uning fizik xususiyatlari tashqi ta'sir yo'nalishiga bog'liq emas.

Muayyan vaqt ichida (oylar, haftalar, kunlar) alohida amorf jismlar o'z-o'zidan kristall holatga o'tishi mumkin. Shunday qilib, masalan, asal yoki shakar shakar bir muncha vaqt o'tgach, qanday qilib shaffofligini yo'qotayotganini kuzatish mumkin. Bunday hollarda, odatda, mahsulotlar "shakarlangan" deb aytiladi. Shu bilan birga, shakarlangan asalni qoshiq bilan yig'ish yoki lolipopni sindirish, ilgari amorf shaklda mavjud bo'lgan hosil bo'lgan shakar kristallarini haqiqatan ham kuzatish mumkin.

Moddalarning bunday o'z-o'zidan kristallanishi holatlarning turli darajadagi barqarorligini ko'rsatadi. Shunday qilib, amorf jism kamroq barqarordir.

Amorf jismlar(yunoncha amorphos - shaklsiz) - elementar kompozit zarralar (atomlar, ionlar, molekulalar, ularning komplekslari) fazoda tasodifiy joylashgan jismlar. Amorf jismlarni kristall jismlardan ajratish uchun (qarang: Kristallar) rentgen nurlari difraksion tahlilidan foydalaniladi (qarang). X-nurlaridagi kristall jismlar halqalar, chiziqlar, dog'lar ko'rinishida aniq aniqlangan diffraktsiya naqshini beradi va amorf jismlar loyqa tartibsiz tasvirni beradi.

Amorf jismlar quyidagi xususiyatlarga ega: 1) normal sharoitda ular izotrop, ya'ni xossalari (mexanik, elektr, kimyoviy, issiqlik va boshqalar) barcha yo'nalishlarda bir xil bo'ladi; 2) o'ziga xos erish nuqtasiga ega emas va harorat ko'tarilgach, ko'pchilik amorf jismlar asta-sekin yumshab, suyuq holatga o'tadi. Shuning uchun amorf jismlarni o'ta sovutilgan suyuqliklar deb hisoblash mumkin, ular alohida molekulalar orasidagi o'zaro ta'sir kuchlarining ortishi tufayli yopishqoqlikning keskin oshishi (qarang) tufayli kristallanishga ulgurmagan. Ko'pgina moddalar, tayyorlash usullariga qarab, amorf, oraliq yoki kristall holatda bo'lishi mumkin (oqsillar, oltingugurt, kremniy va boshqalar). Biroq, amalda bu davlatlarning faqat bittasida bo'lgan moddalar mavjud. Demak, ko'pchilik metallar, tuzlar kristall holatda bo'ladi.

Amorf jismlar keng tarqalgan (shisha, tabiiy va sun'iy smolalar, kauchuk va boshqalar). Amorf jismlar bo'lgan sun'iy polimer materiallar texnikada, kundalik hayotda, tibbiyotda (laklar, bo'yoqlar, protezlash uchun plastmassalar, turli polimer plyonkalar) ajralmas bo'lib qoldi.

Yovvoyi tabiatda amorf jismlar tarkibiga sitoplazma hamda hujayra va to?qimalarning biopolimerlardan — uzun zanjirli makromolekulalardan iborat strukturaviy elementlarining ko?pchiligi: oqsillar, nuklein kislotalar, lipidlar, uglevodlar kiradi. Biopolimerlar molekulalari bir-biri bilan oson o?zaro ta'sirlashib, agregatlar (qarang Aggregatsiya) yoki to?da-koaservatlar (qarang Koaservatsiya) hosil qiladi. Amorf jismlar hujayralarda inklyuziya, zahira moddalar (kraxmal, lipidlar) shaklida ham uchraydi.

Biologik ob'ektlarning amorf jismlarining bir qismi bo'lgan polimerlarning o'ziga xos xususiyati, masalan, qaytariladigan holatning fizik-kimyoviy zonalarining tor chegaralarining mavjudligi. harorat kritik darajadan yuqoriga ko'tarilganda, ularning tuzilishi va xususiyatlari (oqsillarning koagulyatsiyasi) qaytarib bo'lmaydigan darajada o'zgaradi.

Bir qator sun'iy polimerlar tomonidan hosil bo'lgan amorf jismlar, haroratga qarab, uchta holatda bo'lishi mumkin: shishasimon, yuqori elastik va suyuq (yopishqoq-suyuqlik).

Tirik organizmning hujayralari doimiy haroratda suyuqlikdan yuqori elastik holatga o'tish bilan tavsiflanadi, masalan, qon p?ht?s?n?n tortilishi, mushaklarning qisqarishi (qarang). Biologik tizimlarda amorf jismlar sitoplazmani statsionar holatda ushlab turishda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Biologik jismlarning shakli va mustahkamligini saqlashda amorf jismlarning o‘rni muhim: o‘simlik hujayralarining tsellyuloza qobig‘i, spora va bakteriyalar qobig‘i, hayvonlar terisi va boshqalar.

Bibliografiya: Bresler S. E. va Yerusalimskiy B. L. Makromolekulalar fizikasi va kimyosi, M.-L., 1965; Kitaygorodskiy A. I. Nozik kristalli va amorf jismlarning rentgen difraksion tahlili, M.-L., 1952; u. Atomlar dunyosida tartib va tartibsizlik, M., 1966; Kobeko P. P. Amorf moddalar, M.-L., 1952; Setlow R. va Pollard E. Molekulyar biofizika, trans. Ingliz tilidan, M., 1964.