Кристалічні та аморфні тіла
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Відмітною ознакою кристалічного стану служить анізотропія - залежність фізичних властивостей (механічекіх, теплових, електричних, оптичних) від напрямку.
Причина анізотропії кристалів полягає в впорядковане розташування атомів або молекул, з яких вони побудувати-мул, що проявляється в правильній зовнішньої огранювання окремих монокристалів. Однак, як правило, кристалічні тіла зустрічаються у вигляді полікристалів - сукупності множин зрощених між собою, безладно орієнтованих окремих маленьких кристаликів (кристалітів). В цьому випадку ани-зотропія спостерігається в межах кристалітів.
Впорядкованість в розташуванні атомів або молекул крис-Таллах обумовлена тим, що вони розміщуються в вузлах геометричний-скі правильних структур, утворюючи просторову кристал-вої грати. Залежно від природи частинок, знаходячи-трудящих в вузлах, і характеру сил взаємодії розрізняють чотири типи кристалічних решіток: іонні, атомні, ме-левих і молекулярні.
У вузлах кристалічної решітки іонного кристала знахо-дяться іони різних знаків. Сили взаємодії між ними в основному кулонівських. Такий кристал в цілому розглядається як одна молекула. Вузли решітки атомного кристала зайняті нейтральними атомами, між якими діють ковалентні зв'язки. У всіх вузлах металевої решітки розташовані позитивні іони металів. Між ними хаотично рухають-ся електрони. Система іонів і електронів створює металеві-ську зв'язок. У вузлах кристалічної решітки молекулярного кристала знаходяться орієнтовані певним чином молекули, утримувані на своїх місцях силами межмолеку-лярного взаємодії.
З енергетичної точки зору ідеальний кристал протидії покладено ідеального газу. В ідеальному газі абсолютне значення енергії взаємодії між атомами багато менше # 954; T - середньої енергії хаотичного теплового руху. Навпаки, в кристалі внаслідок великих сил взаємодії абсолютне значення енергії взаємодії багато більше # 954; T. Тому теп-ловое рух в кристалах не може зруйнувати зв'язок між частинками, внаслідок чого вони роблять малі коливання око-ло положень рівноваги.
Взаємодія між частинками будь-якого виду в кристалі виражається залежністю потенційної енергії Еп від расстоя
При Т2> Т1 енергія частинки дорівнює Е2> Е1 і вона коливається між-ду точками А2 і В2. Середня відстань між частинками одно г2 = (ОА2 + ОВ2) / 2. З огляду на те що потенційна крива асіммет-річної, середні відстані між частинками в міру нагрівання збільшуються: r0 Основна макроскопічна особливість аморфних тіл полягає в природною изотропии їх властивостей і відсутності певної точки плавлення, що обумовлено внутрішньою будовою тел. Головною особливістю внутрішньої будови тіл, що знаходять-ся в аморфному стані, є відсутність дальнього порядку, характерного для кристалічного стану, т. Е. Суворої по-вторяемості в розташуванні атомів або груп атомів у всіх напрямках уздовж всього тіла. Разом з тим у речовини в аморфному стані (як і в жид-ком) існує ближній порядок, т. Е. Певний порядок в розташуванні суміжних частинок. З відстанню цей порядок умень-шается. Володіючи меншою впорядкованістю внутрішньої будови, аморфні тіла в однакових умовах мають більші, ніж крис-Таллі, питомий об'єм, ентропію і внутрішню енергію. Досить рівноважний стан ці тіла утворюють тільки при високій температурі і малому тиску, що пов'язано з встановленням певного розташування частинок і відстаней між ними. Відповідно до цього аморфні тіла в залежності від швидкості зовнішнього впливу можуть виявитися пружними або текучими. Так, наприклад, якщо шматок вару покласти в посудину, то після закінчення великого проміжку часу він прийме форму со-суду, т. Е. Проявить властивості плинності. Якщо ж цей шматок вдарити молотком, то він розколеться як тендітне тіло. Аморфний стан властиво речовин самої різної хімічної природи. При малому тиску і високої температу-ри речовини в цьому стані дуже рухливі: низькомолекулярні є рідинами, високомолекулярні виявляються в високоеластіческом стані. Зі зниженням температури і зростанням тиску рухливість аморфних речовин зменшується і всі вони стають твердими тілами. Тверде аморфний стан інакше називають стеклообразном. Полімерами називають речовини, молекули яких перед- являють собою довгі ланцюга, складені з великого числа атомів або атомних угруповань, з'єднаних хімічними зв'язками. Особливість хімічної будови полімерів обумовлюються чених і їх особливі фізичні властивості. Найбільш різко відрізняються полімери від низькомолекулярних речовин в механічні властивості. Відомо, що для твердих тіл характерні великі міцності при малих оборотних деформує-ціях. Рідини мають здатність до необмеженої дефор-мації при досить малій міцності. Полімери - це матеріали, механічні властивості яких є поєднанням властивостей, твердих тіл і рідин; вони досить міцні і в той же час здатні до досить великих оборотних деформацій. До полімерних матеріалів відносять майже всі живі і рости-тільні матеріали, такі як шерсть, шкіра, ріг, волосся, шовк, бавовна, натуральний каучук і т. П. А також всякого роду синте-тичні матеріали - синтетичний каучук, пластмаси, по- локня і ін. Більшість природних полімерних матеріалів представля-ет собою білкові речовини; прості білки - альбумін, Глобу-лін; складні - казеїн, кератину і колаген. У агар-агар з-тримається до 85% вуглеводів, головним чином полісахаридів, ко-торие також є полімерами. Крім механічних, полімери мають і іншими особливими властивостями. Так, наприклад, їх розчини мають підвищену в'яз-кість; пружність пари розчинника над розчином менше, а ос-мотіческое тиск більше, ніж повинно бути для ідеальних розчинів. Полімери здатні сильно набухати в рідинах. Довголанцюжкових будова молекул полімерів сприяє утворенню плівок і волокон. В даний час полімери все ширше використовуються в якості-ве діелектриків.