ఏ పదార్థాలను నిరాకార అంటారు? స్కూల్ ఎన్సైక్లోపీడియా

అన్ని ఘనపదార్థాలు స్ఫటికాలు కావు. అనేక నిరాకార శరీరాలు ఉన్నాయి.

నిరాకార శరీరాలు లేవు కఠినమైన ఆర్డర్అణువుల అమరికలో. సమీప పొరుగు అణువులు మాత్రమే కొన్ని క్రమంలో అమర్చబడి ఉంటాయి. కానీ అదే నిర్మాణ మూలకం యొక్క అన్ని దిశలలో కఠినమైన దిశాత్మకత లేదు, ఇది నిరాకార శరీరాలలో స్ఫటికాల లక్షణం.

తరచుగా ఒకే పదార్థాన్ని స్ఫటికాకార మరియు నిరాకార స్థితులలో కనుగొనవచ్చు. ఉదాహరణకు, క్వార్ట్జ్ SiO2 స్ఫటికాకార లేదా నిరాకార రూపంలో (సిలికా) ఉంటుంది. క్వార్ట్జ్ యొక్క స్ఫటికాకార రూపాన్ని క్రమపద్ధతిలో లాటిస్‌గా సూచించవచ్చు సాధారణ షడ్భుజులు. క్వార్ట్జ్ యొక్క నిరాకార నిర్మాణం కూడా లాటిస్ రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కానీ క్రమరహిత ఆకారం. షడ్భుజులతో పాటు, ఇది పెంటగాన్స్ మరియు హెప్టాగన్‌లను కలిగి ఉంటుంది.

1959లో ఆంగ్ల భౌతిక శాస్త్రవేత్తడి. బెర్నల్ నిర్వహించారు ఆసక్తికరమైన ప్రయోగాలు: అతను అదే పరిమాణంలో అనేక చిన్న ప్లాస్టిసిన్ బంతులను తీసుకుని, వాటిని సుద్ద పొడిలో చుట్టి పెద్ద బంతిగా వత్తాడు. ఫలితంగా, బంతులు పాలిహెడ్రాగా రూపాంతరం చెందాయి. ఈ సందర్భంలో ప్రధానంగా పెంటగోనల్ ముఖాలు ఏర్పడ్డాయని మరియు పాలిహెడ్రా సగటున 13.3 ముఖాలను కలిగి ఉందని తేలింది. కాబట్టి కొంత క్రమం ఉంది నిరాకార పదార్థాలుఓహ్ ఖచ్చితంగా ఉంది.

నిరాకార వస్తువులలో గాజు, రెసిన్, రోసిన్, చక్కెర మిఠాయి మొదలైనవి ఉంటాయి. స్ఫటికాకార పదార్ధాల వలె కాకుండా, నిరాకార పదార్థాలు ఐసోట్రోపిక్, అంటే వాటి యాంత్రిక, ఆప్టికల్, ఎలక్ట్రికల్ మరియు ఇతర లక్షణాలు దిశపై ఆధారపడవు. నిరాకార శరీరాలకు స్థిర ద్రవీభవన స్థానం లేదు: ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో ద్రవీభవన జరుగుతుంది. నిరాకార పదార్ధం ఘనపదార్థం నుండి ద్రవ స్థితికి మారడం వల్ల లక్షణాలలో ఆకస్మిక మార్పు ఉండదు. భౌతిక నమూనానిరాకార స్థితి ఇంకా సృష్టించబడలేదు.

నిరాకార శరీరాలుస్ఫటికాకార ఘనపదార్థాలు మరియు ద్రవాల మధ్య మధ్యస్థ స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తాయి. వాటి పరమాణువులు లేదా అణువులు సాపేక్ష క్రమంలో అమర్చబడి ఉంటాయి. నిర్మాణాన్ని అర్థం చేసుకోవడం ఘనపదార్థాలు(స్ఫటికాకార మరియు నిరాకార) మీరు పేర్కొన్న లక్షణాలతో పదార్థాలను సృష్టించడానికి అనుమతిస్తుంది.

వద్ద బాహ్య ప్రభావాలునిరాకార వస్తువులు ఘనపదార్థాల వంటి సాగే లక్షణాలను మరియు ద్రవాల వంటి ద్రవత్వాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. అందువలన, స్వల్పకాలిక ప్రభావాలు (ప్రభావాలు) కింద, అవి ఘన శరీరాల వలె ప్రవర్తిస్తాయి మరియు బలమైన ప్రభావంతో, ముక్కలుగా విరిగిపోతాయి. కానీ చాలా వద్ద దీర్ఘకాలం పాటు బహిర్గతం చేయడంనిరాకార శరీరాలు ప్రవహిస్తాయి. మృదువైన ఉపరితలంపై ఉండే రెసిన్ ముక్కను అనుసరించండి. క్రమంగా రెసిన్ దానిపై వ్యాపిస్తుంది మరియు రెసిన్ యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రత, ఇది వేగంగా జరుగుతుంది.

వద్ద నిరాకార శరీరాలు తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలువాటి లక్షణాలు ఘనపదార్థాలను పోలి ఉంటాయి. వాటికి దాదాపు ద్రవత్వం లేదు, కానీ ఉష్ణోగ్రత పెరగడంతో అవి క్రమంగా మృదువుగా ఉంటాయి మరియు వాటి లక్షణాలు ద్రవాల లక్షణాలకు దగ్గరగా మరియు దగ్గరగా ఉంటాయి. ఇది జరుగుతుంది ఎందుకంటే ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ, అణువుల ఒక స్థానం నుండి మరొక స్థానానికి దూకడం క్రమంగా మరింత తరచుగా మారుతుంది. నిరాకార శరీరాలు, స్ఫటికాకార వాటిలా కాకుండా, నిర్దిష్ట శరీర ఉష్ణోగ్రతను కలిగి ఉండవు.

శీతలీకరణ చేసినప్పుడు ద్రవ పదార్ధంస్ఫటికీకరణ ఎల్లప్పుడూ జరగదు. కొన్ని పరిస్థితులలో, ఒక సమతౌల్యత లేని ఘన నిరాకార (గాజు) స్థితి ఏర్పడుతుంది. ఒక గాజు స్థితిలో వారు ఉండవచ్చు సాధారణ పదార్థాలు(కార్బన్, ఫాస్పరస్, ఆర్సెనిక్, సల్ఫర్, సెలీనియం), ఆక్సైడ్లు (ఉదాహరణకు, బోరాన్, సిలికాన్, ఫాస్పరస్), హాలైడ్లు, చాల్కోజెనైడ్లు, అనేక సేంద్రీయ పాలిమర్లు. ఈ స్థితిలో, పదార్ధం చాలా కాలం పాటు స్థిరంగా ఉంటుంది, ఉదాహరణకు , కొన్ని అగ్నిపర్వత అద్దాల వయస్సు మిలియన్ల సంవత్సరాలుగా లెక్కించబడుతుంది. భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలుగ్లాస్ నిరాకార స్థితిలో ఉన్న పదార్థాలు లక్షణాల నుండి గణనీయంగా భిన్నంగా ఉంటాయి స్ఫటికాకార పదార్థం. ఉదాహరణకు, గాజు జెర్మేనియం డయాక్సైడ్ స్ఫటికాకార కంటే రసాయనికంగా మరింత చురుకుగా ఉంటుంది. ద్రవ మరియు ఘన నిరాకార స్థితి యొక్క లక్షణాలలో తేడాలు స్వభావం ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి ఉష్ణ ఉద్యమంకణాలు: నిరాకార స్థితిలో, కణాలు మాత్రమే కంపనం చేయగలవు మరియు భ్రమణ కదలికలు, కానీ పదార్ధం ద్వారా కదలదు.

యాంత్రిక లోడ్లు లేదా ఉష్ణోగ్రత మార్పుల ప్రభావంతో, నిరాకార శరీరాలు స్ఫటికీకరిస్తాయి. రియాక్టివిటీస్ఫటికాకార స్థితిలో కంటే నిరాకార స్థితిలో ఉన్న పదార్థాలు గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంటాయి. ప్రధాన సంకేతంనిరాకార (గ్రీకు "అమోర్ఫోస్" నుండి - రూపం లేని) పదార్థం యొక్క స్థితి - పరమాణు లేదా పరమాణు జాలక లేకపోవడం, అంటే స్ఫటికాకార స్థితి యొక్క నిర్మాణం యొక్క త్రిమితీయ ఆవర్తన లక్షణం.

నిరాకార స్థితిలో ఘన రూపంలో మాత్రమే ఉండే పదార్థాలు ఉన్నాయి. ఇది యూనిట్ల క్రమరహిత శ్రేణితో పాలిమర్‌లను సూచిస్తుంది.

స్ఫటికాకార ఘనపదార్థాలతో పాటు, నిరాకార ఘనపదార్థాలు కూడా కనిపిస్తాయి. నిరాకార శరీరాలు, స్ఫటికాలలా కాకుండా, పరమాణువుల అమరికలో కఠినమైన క్రమాన్ని కలిగి ఉండవు. సమీప పరమాణువులు మాత్రమే - పొరుగువారు - కొన్ని క్రమంలో అమర్చబడి ఉంటాయి. కానీ

నిరాకార శరీరాలలో, స్ఫటికాల లక్షణం అయిన ఒకే నిర్మాణ మూలకం యొక్క అన్ని దిశలలో కఠినమైన పునరావృతత లేదు.

తరచుగా ఒకే పదార్థాన్ని స్ఫటికాకార మరియు నిరాకార స్థితులలో కనుగొనవచ్చు. ఉదాహరణకు, క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాకార లేదా నిరాకార రూపంలో ఉంటుంది (సిలికా). క్వార్ట్జ్ యొక్క స్ఫటికాకార రూపాన్ని సాధారణ షడ్భుజుల లాటిస్‌గా క్రమపద్ధతిలో సూచించవచ్చు (Fig. 77, a). క్వార్ట్జ్ యొక్క నిరాకార నిర్మాణం కూడా లాటిస్ రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కానీ క్రమరహిత ఆకృతిని కలిగి ఉంటుంది. షడ్భుజులతో పాటు, ఇది పెంటగాన్స్ మరియు హెప్టాగన్‌లను కలిగి ఉంటుంది (Fig. 77, b).

నిరాకార శరీరాల లక్షణాలు.అన్ని నిరాకార శరీరాలు ఐసోట్రోపిక్: వాటి భౌతిక లక్షణాలుఅన్ని దిశలలో అదే. నిరాకార శరీరాలలో గాజు, అనేక ప్లాస్టిక్‌లు, రెసిన్, రోసిన్, చక్కెర మిఠాయి మొదలైనవి ఉంటాయి.

బాహ్య ప్రభావాలలో, నిరాకార శరీరాలు ఘనపదార్థాల వంటి సాగే లక్షణాలను మరియు ద్రవాల వంటి ద్రవత్వం రెండింటినీ ప్రదర్శిస్తాయి. స్వల్పకాలిక ప్రభావాలు (ప్రభావాలు) కింద, అవి ఘనమైన శరీరం వలె ప్రవర్తిస్తాయి మరియు బలమైన ప్రభావంతో ముక్కలుగా విరిగిపోతాయి. కానీ చాలా కాలం బహిర్గతం చేయడంతో, నిరాకార శరీరాలు ప్రవహిస్తాయి. ఉదాహరణకు, రెసిన్ ముక్క క్రమంగా ఘన ఉపరితలంపై వ్యాపిస్తుంది. ద్రవ అణువుల వంటి నిరాకార శరీరాల అణువులు లేదా అణువులు కలిగి ఉంటాయి నిర్దిష్ట సమయం"నిశ్చల జీవితం" అనేది సమతౌల్య స్థానం చుట్టూ డోలనాల సమయం. కానీ ద్రవాలు కాకుండా, ఈ సమయం చాలా పొడవుగా ఉంటుంది. ఈ విషయంలో, నిరాకార వస్తువులు స్ఫటికాకార వాటికి దగ్గరగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే ఒక సమతౌల్య స్థానం నుండి మరొకదానికి అణువుల జంప్‌లు చాలా అరుదుగా జరుగుతాయి.

తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, నిరాకార వస్తువులు వాటి లక్షణాలలో ఘనపదార్థాలను పోలి ఉంటాయి. వాటికి దాదాపు ద్రవత్వం లేదు, కానీ ఉష్ణోగ్రత పెరగడంతో అవి క్రమంగా మృదువుగా ఉంటాయి మరియు వాటి లక్షణాలు ద్రవాల లక్షణాలకు దగ్గరగా మరియు దగ్గరగా ఉంటాయి. పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో, ఒక స్థానం నుండి అణువుల జంప్‌లు క్రమంగా మరింత తరచుగా మారడం వల్ల ఇది జరుగుతుంది.

మరొకదానికి సమతుల్యం. స్ఫటికాకార వాటిలా కాకుండా నిరాకార శరీరాలకు నిర్దిష్ట ద్రవీభవన స్థానం లేదు.

సాలిడ్ స్టేట్ ఫిజిక్స్.ఘనపదార్థాల యొక్క అన్ని లక్షణాలను (స్ఫటికాకార మరియు నిరాకార) వాటి పరమాణు-పరమాణు నిర్మాణం మరియు ఘనపదార్థాలను తయారు చేసే అణువులు, అణువులు, అయాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్ల చలన నియమాల ఆధారంగా వివరించవచ్చు. ఘనపదార్థాల లక్షణాల అధ్యయనాలు కలిపి ఉంటాయి పెద్ద ప్రాంతం ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం- ఘన స్థితి భౌతిక శాస్త్రం. సాలిడ్ స్టేట్ ఫిజిక్స్ అభివృద్ధి ప్రధానంగా సాంకేతికత అవసరాల ద్వారా ప్రేరేపించబడుతుంది. ప్రపంచంలోని దాదాపు సగం మంది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు సాలిడ్ స్టేట్ ఫిజిక్స్ రంగంలో పనిచేస్తున్నారు. వాస్తవానికి, ఈ ప్రాంతంలో విజయాలు లేకుండా ఊహించలేము లోతైన జ్ఞానంభౌతిక శాస్త్రం యొక్క అన్ని ఇతర శాఖలు.

1. అవి ఎలా విభిన్నంగా ఉన్నాయి? స్ఫటికాకార శరీరాలునిరాకార నుండి? 2. అనిసోట్రోపి అంటే ఏమిటి? 3. మోనోక్రిస్టలైన్, పాలీక్రిస్టలైన్ మరియు అమోర్ఫస్ బాడీల ఉదాహరణలు ఇవ్వండి. 4. అంచు తొలగుటలు స్క్రూ డిస్‌లోకేషన్‌ల నుండి ఎలా భిన్నంగా ఉంటాయి?

నిరాకార శరీరాలు(గ్రీకు అమోర్ఫోస్ - నిరాకారమైనది) - ప్రాథమిక భాగాలు (అణువులు, అయాన్లు, అణువులు, వాటి సముదాయాలు) యాదృచ్ఛికంగా అంతరిక్షంలో ఉన్న శరీరాలు. స్ఫటికాకార వాటి నుండి నిరాకార శరీరాలను వేరు చేయడానికి (స్ఫటికాలు చూడండి), X- రే డిఫ్రాక్షన్ విశ్లేషణ ఉపయోగించబడుతుంది (చూడండి). ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ నమూనాలపై స్ఫటికాకార వస్తువులు రింగులు, పంక్తులు, మచ్చల రూపంలో స్పష్టమైన, నిర్వచించబడిన విక్షేపణ నమూనాను అందిస్తాయి, అయితే నిరాకార వస్తువులు అస్పష్టమైన, క్రమరహిత చిత్రాన్ని ఇస్తాయి.

నిరాకార శరీరాలు ఉన్నాయి క్రింది లక్షణాలు: 1) లో సాధారణ పరిస్థితులుఐసోట్రోపిక్, అంటే, వాటి లక్షణాలు (మెకానికల్, ఎలక్ట్రికల్, కెమికల్, థర్మల్, మొదలైనవి) అన్ని దిశలలో ఒకే విధంగా ఉంటాయి; 2) ఒక నిర్దిష్ట ద్రవీభవన స్థానం లేదు, మరియు పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో, చాలా నిరాకార శరీరాలు, క్రమంగా మృదువుగా, ద్రవ స్థితికి మారుతాయి. అందువల్ల, వ్యక్తిగత అణువుల మధ్య పరస్పర శక్తుల పెరుగుదల కారణంగా స్నిగ్ధత (చూడండి)లో పదునైన పెరుగుదల కారణంగా స్ఫటికీకరించడానికి సమయం లేని నిరాకార శరీరాలను సూపర్ కూల్డ్ ద్రవాలుగా పరిగణించవచ్చు. అనేక పదార్థాలు, ఉత్పత్తి పద్ధతులపై ఆధారపడి, నిరాకార, మధ్యస్థ లేదా స్ఫటికాకార స్థితుల్లో (ప్రోటీన్లు, సల్ఫర్, సిలికా మరియు మొదలైనవి) ఉంటాయి. అయితే, ఈ రాష్ట్రాలలో ఒకదానిలో దాదాపు ప్రత్యేకంగా ఉండే పదార్థాలు ఉన్నాయి. అందువలన, చాలా లోహాలు మరియు లవణాలు స్ఫటికాకార స్థితిలో ఉంటాయి.

నిరాకార శరీరాలు విస్తృతంగా ఉన్నాయి (గాజు, సహజ మరియు కృత్రిమ రెసిన్లు, రబ్బరు మొదలైనవి). కృత్రిమ పాలిమర్ పదార్థాలు, ఇవి కూడా నిరాకార శరీరాలు, సాంకేతికత, రోజువారీ జీవితంలో మరియు వైద్యంలో (వార్నిష్‌లు, పెయింట్‌లు, ప్రోస్తేటిక్స్ కోసం ప్లాస్టిక్‌లు, వివిధ పాలిమర్ ఫిల్మ్‌లు) అనివార్యంగా మారాయి.

జీవన స్వభావంలో, నిరాకార శరీరాలలో సైటోప్లాజం మరియు చాలా వరకు ఉంటాయి నిర్మాణ అంశాలుజీవపాలిమర్‌లతో కూడిన కణాలు మరియు కణజాలాలు - దీర్ఘ-గొలుసు స్థూల కణాలు: ప్రోటీన్లు, న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు, లిపిడ్లు, కార్బోహైడ్రేట్లు. బయోపాలిమర్‌ల అణువులు ఒకదానితో ఒకటి సులభంగా సంకర్షణ చెందుతాయి, సమూహాలను అందిస్తాయి (అగ్రిగేషన్ చూడండి) లేదా సమూహ-కోసర్వేట్‌లు (కోసర్వేషన్ చూడండి). నిరాకార శరీరాలు చేరికలు మరియు రిజర్వ్ పదార్థాలు (స్టార్చ్, లిపిడ్లు) రూపంలో కణాలలో కూడా కనిపిస్తాయి.

జీవ వస్తువుల యొక్క నిరాకార శరీరాలను తయారు చేసే పాలిమర్‌ల లక్షణం రివర్సిబుల్ స్టేట్ యొక్క భౌతిక రసాయన మండలాల యొక్క ఇరుకైన పరిమితుల ఉనికి, ఉదాహరణకు. క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత కంటే ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, వాటి నిర్మాణం మరియు లక్షణాలు కోలుకోలేని విధంగా మారుతాయి (ప్రోటీన్ గడ్డకట్టడం).

నిరాకార శరీరాలు, సమీపంలో ఏర్పడిందికృత్రిమ పాలిమర్లు, ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి, మూడు రాష్ట్రాలలో ఉంటాయి: గాజు, అత్యంత సాగే మరియు ద్రవ (జిగట ద్రవం).

ఒక జీవి యొక్క కణాలు స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవం నుండి అత్యంత సాగే స్థితికి మారడం ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి, ఉదాహరణకు, రక్తం గడ్డకట్టడం, కండరాల సంకోచం (చూడండి). IN జీవ వ్యవస్థలునిరాకార శరీరాలు ఆడతాయి నిర్ణయాత్మక పాత్రసైటోప్లాజమ్‌ను నిర్వహించడంలో నిశ్చల స్థితి. జీవ వస్తువుల ఆకారం మరియు బలాన్ని కాపాడుకోవడంలో నిరాకార శరీరాల పాత్ర ముఖ్యమైనది: సెల్యులోజ్ షెల్ మొక్క కణాలు, బీజాంశం మరియు బ్యాక్టీరియా యొక్క పెంకులు, జంతువుల చర్మం మరియు మొదలైనవి.

గ్రంథ పట్టిక:బ్రెస్లర్ S. E. మరియు Yerusalimsky B. L. ఫిజిక్స్ అండ్ కెమిస్ట్రీ ఆఫ్ మాక్రోమోలిక్యుల్స్, M.-L., 1965; కిటేగోరోడ్స్కీ A.I. ఫైన్-స్ఫటికాకార మరియు నిరాకార శరీరాల యొక్క X- రే నిర్మాణ విశ్లేషణ, M.-L., 1952; అకా. ఆర్డర్ అండ్ డిజార్డర్ ఇన్ వరల్డ్ ఆఫ్ అటామ్స్, M., 1966; కోబెకో P. P. అమోర్ఫస్ పదార్థాలు, M.-L., 1952; సెట్లో ఆర్. మరియు పొలార్డ్ ఇ. మాలిక్యులర్ బయోఫిజిక్స్, ట్రాన్స్. ఇంగ్లీష్ నుండి, M., 1964.

స్ఫటికాకార ఘనపదార్థాల మాదిరిగా కాకుండా, నిరాకార ఘనంలో కణాల అమరికలో కఠినమైన క్రమం లేదు.

నిరాకార ఘనపదార్థాలు వాటి ఆకారాన్ని కాపాడుకోగల సామర్థ్యం కలిగి ఉన్నప్పటికీ, క్రిస్టల్ లాటిస్వారికి లేదు. సమీపంలో ఉన్న అణువులు మరియు అణువులకు మాత్రమే ఒక నిర్దిష్ట నమూనా గమనించబడుతుంది. ఈ ఆర్డర్ అంటారు క్లోజ్ ఆర్డర్ . ఇది అన్ని దిశలలో పునరావృతం కాదు మరియు నిల్వ చేయబడదు దూరాలు, స్ఫటికాకార శరీరాలు వంటివి.

నిరాకార శరీరాలకు ఉదాహరణలు గాజు, అంబర్, కృత్రిమ రెసిన్లు, మైనపు, పారాఫిన్, ప్లాస్టిసిన్ మొదలైనవి.

నిరాకార శరీరాల లక్షణాలు

నిరాకార వస్తువులలోని పరమాణువులు యాదృచ్ఛికంగా ఉన్న బిందువుల చుట్టూ కంపిస్తాయి. అందువల్ల, ఈ శరీరాల నిర్మాణం ద్రవాల నిర్మాణాన్ని పోలి ఉంటుంది. కానీ వాటిలోని కణాలు తక్కువ మొబైల్. అవి సమతౌల్య స్థానం చుట్టూ డోలనం చేసే సమయం ద్రవాలలో కంటే ఎక్కువ. మరొక స్థానానికి అణువుల జంప్‌లు కూడా చాలా తక్కువ తరచుగా జరుగుతాయి.

వేడిచేసినప్పుడు స్ఫటికాకార ఘనపదార్థాలు ఎలా ప్రవర్తిస్తాయి? అవి ఒక నిర్దిష్ట సమయంలో కరగడం ప్రారంభిస్తాయి ద్రవీభవన స్థానం. మరియు కొంత సమయం వరకు వారు ఏకకాలంలో ఘన మరియు ద్రవ స్థితిఅన్ని పదార్ధం కరిగిపోయే వరకు.

నిరాకార శరీరాలలో నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతకరగడం లేదు . వేడిచేసినప్పుడు, అవి కరగవు, కానీ క్రమంగా మృదువుగా ఉంటాయి.

తాపన పరికరం దగ్గర ప్లాస్టిసిన్ ముక్కను ఉంచండి. కొంత సమయం తరువాత అది మృదువుగా మారుతుంది. ఇది తక్షణమే జరగదు, కానీ ఒక నిర్దిష్ట వ్యవధిలో.

నిరాకార శరీరాల లక్షణాలు ద్రవాల లక్షణాలతో సమానంగా ఉంటాయి కాబట్టి, అవి చాలా ఎక్కువ స్నిగ్ధత (ఘనీభవించిన ద్రవాలు) కలిగిన సూపర్ కూల్డ్ ద్రవాలుగా పరిగణించబడతాయి. సాధారణ పరిస్థితుల్లో అవి ప్రవహించలేవు. కానీ వేడి చేసినప్పుడు, వాటిలో అణువుల జంప్‌లు తరచుగా జరుగుతాయి, స్నిగ్ధత తగ్గుతుంది మరియు నిరాకార శరీరాలు క్రమంగా మృదువుగా ఉంటాయి. అధిక ఉష్ణోగ్రత, తక్కువ స్నిగ్ధత, మరియు క్రమంగా నిరాకార శరీరం ద్రవంగా మారుతుంది.

సాధారణ గాజు ఒక ఘన నిరాకార శరీరం. ఇది సిలికాన్ ఆక్సైడ్, సోడా మరియు సున్నం కరిగించడం ద్వారా పొందబడుతుంది. మిశ్రమాన్ని 1400 o C కు వేడి చేయడం ద్వారా, ఒక ద్రవ గాజు ద్రవ్యరాశి లభిస్తుంది. శీతలీకరణ చేసినప్పుడు ద్రవ గాజుస్ఫటికాకార శరీరాల వలె ఘనీభవించదు, కానీ ద్రవంగా ఉండిపోతుంది, దీని స్నిగ్ధత పెరుగుతుంది మరియు ద్రవత్వం తగ్గుతుంది. సాధారణ పరిస్థితుల్లో, అది మనకు దృఢమైన శరీరంగా కనిపిస్తుంది. కానీ వాస్తవానికి ఇది అపారమైన స్నిగ్ధత మరియు ద్రవత్వాన్ని కలిగి ఉన్న ద్రవం, ఇది చాలా తక్కువ అల్ట్రాసెన్సిటివ్ సాధనాల ద్వారా గుర్తించబడదు.

పదార్ధం యొక్క నిరాకార స్థితి అస్థిరంగా ఉంటుంది. కాలక్రమేణా, ఇది క్రమంగా నిరాకార స్థితి నుండి స్ఫటికాకార స్థితికి మారుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో వివిధ పదార్థాలుతో వెళుతుంది వివిధ వేగంతో. మిఠాయి చెరకు చక్కెర స్ఫటికాలతో కప్పబడి ఉండటం మనం చూస్తాము. దీనికి ఎక్కువ సమయం పట్టదు.

మరియు సాధారణ గాజులో స్ఫటికాలు ఏర్పడాలంటే, చాలా సమయం గడపాలి. స్ఫటికీకరణ సమయంలో, గాజు దాని బలాన్ని, పారదర్శకతను కోల్పోతుంది, మబ్బుగా మారుతుంది మరియు పెళుసుగా మారుతుంది.

నిరాకార శరీరాల ఐసోట్రోపి

స్ఫటికాకార ఘనపదార్థాలలో, భౌతిక లక్షణాలు వేర్వేరు దిశల్లో మారుతూ ఉంటాయి. కానీ నిరాకార శరీరాలలో అవి అన్ని దిశలలో ఒకే విధంగా ఉంటాయి. ఈ దృగ్విషయాన్ని అంటారు ఐసోట్రోపి .

నిరాకార శరీరం విద్యుత్తు మరియు వేడిని అన్ని దిశలలో సమానంగా నిర్వహిస్తుంది మరియు కాంతిని సమానంగా వక్రీభవిస్తుంది. ధ్వని కూడా అన్ని దిశలలో నిరాకార శరీరాలలో సమానంగా ప్రయాణిస్తుంది.

నిరాకార పదార్ధాల లక్షణాలు ఉపయోగించబడతాయి ఆధునిక సాంకేతికతలు. ప్రత్యేక ఆసక్తిలేని లోహ మిశ్రమాలకు కారణం క్రిస్టల్ నిర్మాణంమరియు నిరాకార ఘనపదార్థాలకు చెందినవి. వాళ్ళు పిలువబడ్డారు మెటల్ గాజులు . వాటి భౌతిక, యాంత్రిక, విద్యుత్ మరియు ఇతర లక్షణాలు మంచి కోసం సాధారణ లోహాల నుండి భిన్నంగా ఉంటాయి.

అందువలన, ఔషధం లో వారు నిరాకార మిశ్రమాలను ఉపయోగిస్తారు, దీని బలం టైటానియం కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. విరిగిన ఎముకలను కలిపే స్క్రూలు లేదా ప్లేట్‌లను తయారు చేయడానికి వీటిని ఉపయోగిస్తారు. టైటానియం ఫాస్టెనర్ల వలె కాకుండా, ఈ పదార్ధం క్రమంగా విచ్ఛిన్నమవుతుంది మరియు ఎముక పదార్థంతో కాలక్రమేణా భర్తీ చేయబడుతుంది.

మెటల్ కట్టింగ్ టూల్స్, ఫిట్టింగులు, స్ప్రింగ్‌లు మరియు మెకానిజం భాగాల తయారీలో అధిక-బలం మిశ్రమాలు ఉపయోగించబడతాయి.

జపాన్‌లో అధిక అయస్కాంత పారగమ్యత కలిగిన నిరాకార మిశ్రమం అభివృద్ధి చేయబడింది. ఆకృతి గల ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ స్టీల్ షీట్‌లకు బదులుగా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ కోర్లలో ఉపయోగించడం ద్వారా, ఎడ్డీ కరెంట్ నష్టాలను 20 రెట్లు తగ్గించవచ్చు.

నిరాకార లోహాలు ఉన్నాయి ప్రత్యేక లక్షణాలు. వాటిని భవిష్యత్ పదార్థం అంటారు.

నిరాకార ఘనపదార్థాలు, వాటి అనేక లక్షణాలలో మరియు ప్రధానంగా వాటి సూక్ష్మ నిర్మాణంలో, చాలా ఎక్కువ స్నిగ్ధత గుణకం కలిగిన అత్యంత సూపర్ కూల్డ్ ద్రవాలుగా పరిగణించాలి. అటువంటి శరీరాల నిర్మాణం కణాల అమరికలో స్వల్ప-శ్రేణి క్రమంలో మాత్రమే వర్గీకరించబడుతుంది. ఈ పదార్ధాలలో కొన్ని స్ఫటికీకరించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండవు: మైనపు, సీలింగ్ మైనపు, రెసిన్లు. ఇతరులు, ఒక నిర్దిష్ట శీతలీకరణ పాలనలో, స్ఫటికాకార నిర్మాణాలను ఏర్పరుస్తారు, కానీ సందర్భంలో వేగవంతమైన శీతలీకరణస్నిగ్ధత పెరుగుదల కణాల అమరికలో క్రమాన్ని నిరోధిస్తుంది. స్ఫటికీకరణ ప్రక్రియ జరగడానికి ముందు పదార్ధం గట్టిపడుతుంది. అటువంటి శరీరాలను గాజు అని పిలుస్తారు: గాజు, మంచు. అటువంటి పదార్ధంలో స్ఫటికీకరణ ప్రక్రియ ఘనీభవనం (గాజు మేఘావృతం) తర్వాత కూడా సంభవించవచ్చు. ఘనపదార్థాలు నిరాకారమైనవిగా కూడా వర్గీకరించబడ్డాయి. సేంద్రీయ పదార్థం: రబ్బరు, కలప, తోలు, ప్లాస్టిక్స్, ఉన్ని, పత్తి మరియు పట్టు ఫైబర్స్. అటువంటి పదార్థాలను ద్రవ దశ నుండి ఘన దశకు మార్చే ప్రక్రియ అంజీర్‌లో చూపబడింది. - కర్వ్ I.

నిరాకార శరీరాలకు ఘనీభవన (కరగడం) ఉష్ణోగ్రత ఉండదు. గ్రాఫ్‌లో T = f (t) ఒక ఇన్‌ఫ్లెక్షన్ పాయింట్ ఉంది, దీనిని మృదుత్వ ఉష్ణోగ్రత అని పిలుస్తారు. ఉష్ణోగ్రతలో తగ్గుదల స్నిగ్ధతలో క్రమంగా పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది. కు పరివర్తన యొక్క ఈ స్వభావం ఘన స్థితి, నిరాకార పదార్ధాలలో కలయిక యొక్క నిర్దిష్ట వేడి లేకపోవటానికి కారణమవుతుంది. రివర్స్ ట్రాన్సిషన్, వేడిని సరఫరా చేసినప్పుడు, మృదువైన మృదుత్వం ద్రవ స్థితికి సంభవిస్తుంది.

స్ఫటికాకార ఘనపదార్థాలు.

స్ఫటికాల మైక్రోస్ట్రక్చర్ యొక్క విలక్షణమైన లక్షణం వాటి అంతర్గత విద్యుత్ క్షేత్రాల యొక్క ప్రాదేశిక ఆవర్తన మరియు క్రిస్టల్-ఏర్పడే కణాల అమరికలో పునరావృతత - అణువులు, అయాన్లు మరియు అణువులు (దీర్ఘ-శ్రేణి క్రమం). కణాలు ప్రత్యామ్నాయంగా ఉంటాయి ఒక నిర్దిష్ట క్రమంలోసరళ రేఖల వెంట, వీటిని నోడల్ లైన్లు అంటారు. ఒక క్రిస్టల్ యొక్క ఏదైనా ఫ్లాట్ విభాగంలో, అటువంటి పంక్తుల యొక్క రెండు ఖండన వ్యవస్థలు పూర్తిగా ఒకేలాంటి సమాంతర చతుర్భుజాల సమితిని ఏర్పరుస్తాయి, ఇవి పటిష్టంగా, ఖాళీలు లేకుండా, సెక్షన్ ప్లేన్‌ను కవర్ చేస్తాయి. అంతరిక్షంలో, అటువంటి పంక్తుల యొక్క మూడు నాన్-కోప్లానార్ సిస్టమ్‌ల ఖండన ఒక ప్రాదేశిక గ్రిడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది క్రిస్టల్‌ను పూర్తిగా ఒకేలాంటి సమాంతర పైపెడ్‌ల సమితిగా విభజిస్తుంది. క్రిస్టల్ లాటిస్‌ను ఏర్పరిచే పంక్తుల ఖండన బిందువులను నోడ్స్ అంటారు. నిర్దిష్ట దిశలో నోడ్‌ల మధ్య దూరాలను అనువాదాలు లేదా లాటిస్ పీరియడ్‌లు అంటారు. మూడు నాన్-కోప్లానార్ అనువాదాలపై నిర్మించిన సమాంతర పైప్‌ను యూనిట్ సెల్ లేదా లాటిస్ రిపీటబిలిటీ సమాంతర పైప్డ్ అంటారు. క్రిస్టల్ లాటిస్‌ల యొక్క అతి ముఖ్యమైన రేఖాగణిత లక్షణం కొన్ని దిశలు మరియు విమానాలకు సంబంధించి కణాల అమరికలో సమరూపత. ఈ కారణంగా, ఇచ్చిన క్రిస్టల్ నిర్మాణం కోసం యూనిట్ సెల్‌ను ఎంచుకోవడానికి అనేక మార్గాలు ఉన్నప్పటికీ, అది లాటిస్ యొక్క సమరూపతకు సరిపోయేలా ఎంచుకోబడుతుంది.

స్ఫటికాకార ఘనపదార్థాలను రెండు గ్రూపులుగా విభజించవచ్చు: సింగిల్ క్రిస్టల్స్ మరియు పాలీక్రిస్టల్స్. ఒకే స్ఫటికాల కోసం, మొత్తం శరీరం అంతటా ఒకే క్రిస్టల్ లాటిస్ గమనించబడుతుంది. మరియు అయినప్పటికీ బాహ్య ఆకారంఒకే రకమైన ఒకే స్ఫటికాలు భిన్నంగా ఉండవచ్చు, సంబంధిత ముఖాల మధ్య కోణాలు ఎల్లప్పుడూ ఒకే విధంగా ఉంటాయి. యాంత్రిక, థర్మల్, ఎలక్ట్రికల్, ఆప్టికల్ మరియు ఇతర లక్షణాల యొక్క అనిసోట్రోపి సింగిల్ స్ఫటికాల యొక్క విలక్షణమైన లక్షణం.

ఒకే స్ఫటికాలు తరచుగా ప్రకృతిలో వాటి సహజ స్థితిలో కనిపిస్తాయి. ఉదాహరణకు, చాలా ఖనిజాలు క్రిస్టల్, పచ్చలు, కెంపులు. ప్రస్తుతం, ఉత్పత్తి ప్రయోజనాల కోసం, అనేక సింగిల్ స్ఫటికాలు ద్రావణాల నుండి కృత్రిమంగా పెరుగుతాయి మరియు కరుగుతాయి - కెంపులు, జెర్మేనియం, సిలికాన్, గాలియం ఆర్సెనైడ్.

అదే రసాయన మూలకంజ్యామితిలో భిన్నమైన అనేక క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని పాలిమార్ఫిజం అంటారు. ఉదాహరణకు, కార్బన్ - గ్రాఫైట్ మరియు డైమండ్; మంచు ఐదు మార్పులు, మొదలైనవి

స్ఫటికాకార శరీరాలకు ఒక నియమం వలె సరైన బాహ్య ముఖం మరియు లక్షణాల యొక్క అనిసోట్రోపి కనిపించదు. ఎందుకంటే స్ఫటికాకార ఘనపదార్థాలు సాధారణంగా అనేక యాదృచ్ఛికంగా ఆధారితమైన చిన్న స్ఫటికాలను కలిగి ఉంటాయి. అటువంటి ఘనపదార్థాలను పాలీక్రిస్టలైన్ అంటారు. ఇది స్ఫటికీకరణ మెకానిజం కారణంగా ఉంది: ఈ ప్రక్రియకు అవసరమైన పరిస్థితులు సాధించినప్పుడు, స్ఫటికీకరణ కేంద్రాలు ప్రారంభ దశలో అనేక ప్రదేశాలలో ఏకకాలంలో కనిపిస్తాయి. పుట్టుకతో వచ్చిన స్ఫటికాలు పూర్తిగా యాదృచ్ఛికంగా ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా ఉన్నాయి మరియు ఆధారితమైనవి. ఈ కారణంగా, ప్రక్రియ ముగింపులో, మేము ఫ్యూజ్డ్ చిన్న స్ఫటికాల యొక్క సమ్మేళనం రూపంలో ఘనాన్ని పొందుతాము - స్ఫటికాలు.

శక్తివంతమైన దృక్కోణం నుండి, ఘనీభవనం మరియు ద్రవీభవన ప్రక్రియలో స్ఫటికాకార మరియు నిరాకార ఘనపదార్థాల మధ్య వ్యత్యాసం స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. స్ఫటికాకార వస్తువులు ద్రవీభవన స్థానం కలిగి ఉంటాయి - ఒక పదార్ధం రెండు దశల్లో స్థిరంగా ఉన్నప్పుడు ఉష్ణోగ్రత - ఘన మరియు ద్రవ (Fig. కర్వ్ 2). ఘన అణువును ద్రవంగా మార్చడం అంటే అది అదనపు మూడు డిగ్రీల అనువాద చలన స్వేచ్ఛను పొందుతుందని అర్థం. ఆ. T pl వద్ద ఒక పదార్ధం యొక్క ద్రవ్యరాశి యూనిట్. ద్రవ దశలో ఘన దశలో ఉన్న ద్రవ్యరాశి కంటే ఎక్కువ అంతర్గత శక్తిని కలిగి ఉంటుంది. అదనంగా, కణాల మధ్య దూరం మారుతుంది. అందువల్ల, సాధారణంగా, స్ఫటికాకార పదార్ధం యొక్క యూనిట్ ద్రవ్యరాశిని ద్రవంగా మార్చడానికి అవసరమైన వేడి మొత్తం:

λ = (U f -U cr) + P (V f -V cr),

ఎక్కడ λ - నిర్దిష్ట వేడిద్రవీభవన (స్ఫటికీకరణ), (U l -U cr) – తేడా అంతర్గత శక్తులుద్రవ మరియు స్ఫటికాకార దశలు, P - బాహ్య పీడనం, (V l -V cr) - నిర్దిష్ట వాల్యూమ్‌లలో వ్యత్యాసం. క్లాపిరాన్-క్లాసియస్ సమీకరణం ప్రకారం, ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత ఒత్తిడిపై ఆధారపడి ఉంటుంది:

ఇది (V f -V cr)> 0 అయితే, అప్పుడు అని చూడవచ్చు > 0, అనగా. ఒత్తిడి పెరిగినప్పుడు, ద్రవీభవన స్థానం పెరుగుతుంది. ద్రవీభవన సమయంలో పదార్ధం పరిమాణం తగ్గితే (V f -V cr)< 0 (вода, висмут), то рост давления приводит к понижению Т пл.

నిరాకార శరీరాలకు ఫ్యూజన్ వేడి ఉండదు. వేడి చేయడం వల్ల థర్మల్ కదలిక రేటు క్రమంగా పెరుగుతుంది మరియు స్నిగ్ధత తగ్గుతుంది. ప్రక్రియ గ్రాఫ్ (Fig.)పై ఒక ఇన్ఫ్లెక్షన్ పాయింట్ ఉంది, దీనిని సాంప్రదాయకంగా మృదుత్వ ఉష్ణోగ్రత అని పిలుస్తారు.

ఘనపదార్థాల థర్మల్ ప్రాపర్టీస్

బలమైన పరస్పర చర్య కారణంగా స్ఫటికాలలో ఉష్ణ చలనం క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క నోడ్‌ల దగ్గర ఉన్న కణాల కంపనాల ద్వారా మాత్రమే పరిమితం చేయబడుతుంది. ఈ డోలనాల వ్యాప్తి సాధారణంగా 10 -11 మీటర్లకు చేరుకోదు, అనగా. సంబంధిత దిశలో ఉన్న జాలక వ్యవధిలో 5-7% మాత్రమే. ఈ డోలనాల స్వభావం చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఇది అన్ని పొరుగువారితో డోలనం చేసే కణం యొక్క పరస్పర చర్యల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల అంటే కణ కదలిక శక్తి పెరుగుదల. ఇది క్రమంగా, కణ ప్రకంపనల వ్యాప్తిలో పెరుగుదలను సూచిస్తుంది మరియు వేడిచేసినప్పుడు స్ఫటికాకార ఘనపదార్థాల విస్తరణను వివరిస్తుంది.

ఎల్ t = ఎల్ 0 (1 + αt 0),

ఎక్కడ ఎల్ t మరియు ఎల్ 0 - ఉష్ణోగ్రతల వద్ద శరీరం యొక్క సరళ కొలతలు t 0 మరియు 0 0 C, α - సరళ విస్తరణ గుణకం. ఘనపదార్థాల కోసం, α 10 -5 – 10 -6 K -1 క్రమంలో ఉంటుంది. సరళ విస్తరణ ఫలితంగా, శరీరం యొక్క వాల్యూమ్ పెరుగుతుంది:

V t = V 0 (1 + βt 0),

ఇక్కడ β అనేది వాల్యూమెట్రిక్ విస్తరణ యొక్క గుణకం. ఐసోట్రోపిక్ విస్తరణ విషయంలో β = 3α. మోనోక్రిస్టలైన్ బాడీలు, అనిసోట్రోపిక్, α యొక్క మూడు వేర్వేరు విలువలను కలిగి ఉంటాయి.

కంపించే ప్రతి కణం మూడు డిగ్రీల ఆసిలేటరీ మోషన్ స్వేచ్ఛను కలిగి ఉంటుంది. గతి శక్తికి అదనంగా, కణాలు కూడా సంభావ్య శక్తిని కలిగి ఉంటాయి, శక్తి ε = kT ఘన శరీరాల కణాల స్వేచ్ఛ యొక్క ఒక డిగ్రీకి కేటాయించబడాలి. ఇప్పుడు మోల్ యొక్క అంతర్గత శక్తి కోసం మనకు ఉంటుంది:

U μ = 3N A kT = 3RT,

మరియు మోలార్ హీట్ కెపాసిటీ కోసం:

ఆ. రసాయనికంగా సరళమైన స్ఫటికాకార వస్తువుల మోలార్ హీట్ కెపాసిటీ ఒకే విధంగా ఉంటుంది మరియు ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడదు. ఇది దులాంగ్-పెటిట్ చట్టం.

ప్రయోగం చూపినట్లుగా, గది ఉష్ణోగ్రతల నుండి ఈ చట్టం బాగా సంతృప్తి చెందింది. తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద డులాంగ్-పెటిట్ చట్టం నుండి విచలనాలకు వివరణలు ఐన్‌స్టీన్ మరియు డెబై ద్వారా ఉష్ణ సామర్థ్యం యొక్క క్వాంటం సిద్ధాంతంలో అందించబడ్డాయి. స్వేచ్ఛ యొక్క డిగ్రీకి శక్తి స్థిరమైన విలువ కాదని, ఉష్ణోగ్రత మరియు డోలనం ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడి ఉంటుందని చూపబడింది.

నిజమైన స్ఫటికాలు. స్ఫటికాలలో లోపాలు

నిజమైన స్ఫటికాలు ఆదర్శ నిర్మాణం యొక్క అనేక ఉల్లంఘనలను కలిగి ఉంటాయి, వీటిని క్రిస్టల్ లోపాలు అంటారు:

ఎ) పాయింట్ లోపాలు -

షాట్కీ లోపాలు (కణాలు ఆక్రమించని యూనిట్లు);

ఫ్రెంకెల్ లోపాలు (నోడ్స్ నుండి ఇంటర్నోడ్‌లకు కణాల స్థానభ్రంశం);

మలినాలను (విదేశీ అణువులను ప్రవేశపెట్టారు);

బి) లీనియర్ - ఎడ్జ్ మరియు స్క్రూ డిస్‌లోకేషన్స్. ఇది సక్రమంగా స్థానికంగా ఉంది

రేణువుల అమరికలో స్టై

వ్యక్తిగత అణు విమానాల అసంపూర్ణత కారణంగా

లేదా వారి అభివృద్ధి క్రమంలో అసమానతల కారణంగా;

సి) ప్లానర్ - స్ఫటికాల మధ్య సరిహద్దులు, లీనియర్ డిస్‌లోకేషన్‌ల వరుసలు.