Ev Dünya gezegeninde var olan tüm cisimlerin kristal yapısı . Kuralın istisnalarına "amorf cisimler" adı verilir. Nasıl farklılar? Çeviriye dayanarak bu terim - amorf - bu tür maddelerin şekil veya görünüm bakımından diğerlerinden farklı olduğu varsayılabilir. Sözde yokluğundan bahsediyoruz kristal kafes . Kenarlar üreten bölme işlemi gerçekleşmez. Amorf cisimler ayrıca bağımlı olmadıkları gerçeğiyle de ayırt edilir.çevre
ve özellikleri sabittir. Bu tür maddelere izotropik denir.
Amorf cisimlerin kısa açıklaması İtibaren okul kursu Fizikçiler, amorf maddelerin, içindeki atomların kaotik bir düzende düzenlendiği bir yapıya sahip olduğunu hatırlayabilirler. Belirli yer
ancak böyle bir düzenlemenin zorunlu olduğu durumlarda komşu yapılara sahip olabilir. Ancak yine de, kristallerle bir benzetme yaparsak, amorf cisimlerin molekülleri ve atomları arasında kesin bir sıralama yoktur (fizikte bu özelliğe "uzun menzilli düzen" denir). Araştırma sonucunda bu maddelerin yapı olarak sıvılara benzer olduğu tespit edildi. Bazı cisimler (örneğin, formülü Si02 olan silikon dioksiti alabiliriz) aynı anda amorf bir durumda olabilir ve kristal yapısı
. İlk versiyondaki kuvars, ikinci versiyonda düzenli bir altıgen olan düzensiz bir kafes yapısına sahiptir.
Mülk No.1 Yukarıda bahsedildiği gibi amorf cisimlerin kristal kafesi yoktur. Atomları ve molekülleri kısa bir yerleşim sırasına sahiptir ve bu ilk sırada yer alacaktır. ayırt edici özellik
bu maddelerden.
Bu tür “hileler” yapmalarına izin verilmiyor. Balmumu bir huniye yerleştirilirse, önce yüzeye yayılacak ve ancak daha sonra oradan akmaya başlayacaktır. Bunun nedeni, bir maddedeki moleküllerin birincil bir konuma sahip olmaksızın bir denge konumundan tamamen farklı bir konuma atlamalarıdır.
Erime süreci hakkında konuşmanın zamanı geldi. Amorf maddelerin erimenin başlayacağı belirli bir sıcaklığa sahip olmadığı unutulmamalıdır. Sıcaklık arttıkça vücut yavaş yavaş yumuşar ve daha sonra sıvıya dönüşür. Fizikçiler her zaman hangi sıcaklıkta olduklarına odaklanmazlar. bu süreç oluşmaya başladı, ancak karşılık gelen erime sıcaklığı aralığında.
4 No'lu Mülk
Yukarıda zaten bahsedilmişti. Amorf cisimler izotropiktir. Yani, yerlerde kalış koşulları farklı olsa bile, herhangi bir yöndeki özellikleri değişmez.
Mülk No.5
Her insan en az bir kez, belli bir süre sonra camın bulanıklaşmaya başladığını gözlemlemiştir. Amorf cisimlerin bu özelliği artan iç enerjiyle ilişkilidir (kristallerinkinden birkaç kat daha fazladır). Bu nedenle bu maddeler kolaylıkla kristal duruma geçebilir.
Kristalin duruma geçiş
Belirli bir süre sonra herhangi bir amorf cisim kristal bir duruma dönüşür. Bu şu şekilde gözlemlenebilir: olağan hayat kişi. Örneğin şekeri veya balı birkaç ay bırakırsanız ikisinin de şeffaflığını kaybettiğini fark edebilirsiniz. Ortalama bir insan bunların sadece şekerle kaplandığını söyleyecektir. Nitekim vücudu kırarsanız şeker kristallerinin varlığını fark edeceksiniz.
Dolayısıyla bundan bahsederken, başka bir duruma kendiliğinden dönüşümün amorf maddelerin kararsız olmasından kaynaklandığını açıklığa kavuşturmak gerekir. Bunları kristallerle karşılaştırdığınızda ikincisinin kat kat daha "güçlü" olduğunu anlayabilirsiniz. Bu gerçek moleküller arası teori kullanılarak açıklanabilir. Buna göre moleküller sürekli olarak bir yerden bir yere sıçrayarak boşlukları doldururlar. Zamanla stabil bir kristal kafes oluşur.
Amorf cisimlerin erimesi
Amorf cisimlerin erime süreci, sıcaklığın artmasıyla birlikte atomlar arasındaki tüm bağların yok edildiği andır. Bu, maddenin sıvı hale geldiği zamandır. Eğer erime koşulları, basıncın tüm periyot boyunca aynı olmasını sağlayacak şekildeyse, sıcaklığın da sabitlenmesi gerekir.
Sıvı kristaller
Doğada sıvı kristal yapıya sahip cisimler vardır. Kural olarak organik maddeler listesine dahil edilirler ve molekülleri iplik benzeri bir şekle sahiptir. Hakkındaki cesetler hakkında konuşuyoruz akışkanlık ve anizotropi gibi sıvıların ve kristallerin özelliklerine sahiptir.
Bu tür maddelerde moleküller birbirine paralel bulunur ancak aralarında sabit bir mesafe yoktur. Sürekli hareket ederler, ancak yönelimlerini değiştirmeye isteksizdirler, bu nedenle sürekli olarak aynı pozisyondadırlar.
Amorf metaller
Amorf metaller daha iyi bilinmektedir sıradan bir insana metalik camlar denir.
1940 yılında bilim insanları bu cisimlerin varlığından bahsetmeye başladı. O zaman bile, vakum biriktirme yoluyla özel olarak üretilen metallerin kristal kafeslere sahip olmadığı biliniyordu. Ve sadece 20 yıl sonra bu türden ilk cam üretildi. Özel ilgi bilim adamlarına neden olmadı; ve ancak 10 yıl sonra Amerikalı ve Japon profesyoneller, ardından Koreli ve Avrupalılar onun hakkında konuşmaya başladılar.
Amorf metaller viskozite ile karakterize edilir, oldukça yüksek seviye mukavemet ve korozyon direnci.
"Amorf" terimi Yunancadan kelimenin tam anlamıyla "form değil", "form değil" olarak çevrilmiştir. Bu tür maddeler kristal bir yapıya sahip değildir; kristal yüzler oluşturacak şekilde bölünmeye uğramazlar. Kural olarak, amorf bir cisim izotropiktir, yani fiziksel özellikler dış etkinin yönüne bağlı değildir.
Belirli bir süre boyunca (aylar, haftalar, günler), bireysel amorf cisimler kendiliğinden kristal bir duruma dönüşebilir. Örneğin balın ya da şekerin bir süre sonra şeffaflığını kaybettiğini gözlemleyebilirsiniz. Bu gibi durumlarda genellikle ürünlerin “şekerlenmiş” olduğunu söylerler. Aynı zamanda şekerlenmiş balı kaşıkla kepçeyle alarak veya şekeri kırarak, daha önce amorf bir formda bulunan şeker kristallerinin oluşmasını gerçekten gözlemleyebilirsiniz.
Maddelerin bu şekilde kendiliğinden kristalleşmesi şunu gösterir: değişen dereceler Devletlerin istikrarı. Bu nedenle amorf bir cisim daha az kararlıdır.
Katılar şekillerine göre amorf ve kristal olarak ikiye ayrılır. moleküler yapı ve fiziksel özellikler.
Kristallerin aksine moleküller ve atomlar amorftur katılar bir kafes oluşturmaz ve aralarındaki mesafe belirli bir olası mesafe aralığı içinde dalgalanır. Başka bir deyişle, kristallerde atomlar veya moleküller, oluşan yapının tüm vücut hacmi boyunca tekrarlanabileceği şekilde karşılıklı olarak dizilirler ki buna uzun menzilli düzen denir. Amorf cisimler durumunda, moleküllerin yapısı yalnızca bu tür moleküllerin her birine göre korunur, yalnızca komşu moleküllerin dağılımında kısa menzilli bir düzen gözlenir. İyi bir örnek aşağıda sunulmuştur.
Amorf cisimler arasında cam ve camsı haldeki diğer maddeler, reçine, reçineler, amber, sızdırmazlık mumu, bitüm, mum ve organik madde: kauçuk, deri, selüloz, polietilen vb.
Amorf cisimlerin özellikleri
Amorf katıların yapısal özellikleri onlara bireysel özellikler kazandırır:
- Zayıf bir şekilde ifade edilen akışkanlık en çok görülenlerden biridir. bilinen özellikler bu tür bedenler. Bir örnek, cam damlamaları olabilir; uzun zamandır pencere çerçevesinde duruyor.
- Amorf katıların belirli bir erime noktası yoktur, çünkü ısıtma sırasında sıvı duruma geçiş, vücudun yumuşaması yoluyla kademeli olarak gerçekleşir. Bu nedenle bu tür cisimlere yumuşama sıcaklığı aralığı uygulanır.
- Yapılarından dolayı bu tür cisimler izotropiktir, yani fiziksel özellikleri yön seçimine bağlı değildir.
- Amorf durumdaki bir maddenin daha büyük bir özelliği vardır. iç enerji, kristalden daha. Bu nedenle amorf cisimler bağımsız olarak kristalin duruma dönüşebilirler. Bu fenomen camın zamanla bulanıklaşması sonucu gözlenebilmektedir.
Camsı durum
Doğada, bu maddelerin moleküllerinin karmaşıklığı onların düzenli bir kristal kafes oluşturmasına izin vermediğinden, soğutularak kristal bir duruma dönüştürülmesi pratik olarak imkansız olan sıvılar vardır. Bu tür sıvılar bazı organik polimerlerin moleküllerini içerir.
Ancak derinlerin yardımıyla hızlı soğutma hemen hemen her madde camsı bir duruma geçebilir. İşte bu amorf durum Berrak bir kristal kafesi olmayan, ancak küçük kümeler ölçeğinde kısmen kristalleşebilen. Maddenin bu hali yarı kararlıdır, yani belirli gerekli termodinamik koşullar altında varlığını sürdürür.
Belirli bir hızda soğutma teknolojisi kullanıldığında maddenin kristalleşmeye vakti kalmayacak ve cama dönüşecektir. Yani malzemenin soğuma hızı ne kadar yüksek olursa kristalleşme olasılığı da o kadar az olur. Örneğin metal cam üretmek için saniyede 100.000 - 1.000.000 Kelvin soğuma hızına ihtiyaç duyulacaktır.
Doğada madde camsı bir halde bulunur ve sıvı volkanik magmadan kaynaklanır. soğuk su veya hava hızla soğur. İÇİNDE bu durumda maddeye volkanik cam denir. Düşen bir göktaşının erimesi sonucu oluşan camın atmosferle etkileşime girmesini de gözlemleyebilirsiniz - göktaşı camı veya küf.
« Fizik - 10. sınıf"
Atomların dizilişinde katı bir düzen ile karakterize edilen kristal yapıya sahip katılara ek olarak amorf katılar da vardır.
Amorf cisimler yoktur sıkı düzen atomların düzenlenmesinde. Yalnızca en yakın komşu atomlar belirli bir sıraya göre düzenlenir. Ancak amorf cisimlerde kristallerin özelliği olan aynı yapısal elemanın her yönde kesin bir tekrarlanabilirliği yoktur. Amorf cisimler atomların dizilişi ve davranışları açısından sıvılara benzer. Çoğunlukla aynı madde hem kristal hem de amorf hallerde bulunabilir.
Teorik araştırmaözellikleri tamamen sıra dışı olan katıların üretimine yol açar. Bu tür organları deneme yanılma yoluyla elde etmek imkansızdır. Daha sonra tartışılacak olan transistörlerin oluşturulması, - parlayan örnek katıların yapısının anlaşılmasının tüm radyo teknolojisinde nasıl bir devrime yol açtığını.
Belirtilen mekanik, manyetik, elektriksel ve diğer özelliklere sahip malzemelerin elde edilmesi ana yönlerden biridir. modern fizik sağlam gövde.
Tüm katılar kristal değildir. Pek çok amorf cisim var.
Amorf cisimlerin atom dizilişinde kesin bir düzen yoktur. Yalnızca en yakın komşu atomlar belirli bir sırayla yerleştirilmiştir. Ancak amorf cisimlerdeki kristallerin özelliği olan aynı yapısal elemanın tüm yönlerde kesin bir yönelimi yoktur.
Çoğunlukla aynı madde hem kristal hem de amorf hallerde bulunabilir. Örneğin kuvars SiO2 kristal veya amorf formda (silika) olabilir. Kuvarsın kristal formu şematik olarak bir kafes olarak temsil edilebilir. düzenli altıgenler. Kuvarsın amorf yapısı da kafes şeklindedir, ancak düzensiz şekil. Altıgenlerin yanı sıra beşgenler ve yedigenler içerir.
1959'da İngiliz fizikçi D. Bernal yürütüldü ilginç deneyler: Aynı büyüklükte çok sayıda küçük hamuru top aldı, bunları tebeşir tozuyla yuvarladı ve büyük bir top haline getirdi. Sonuç olarak toplar çokyüzlülere dönüştü. Bu durumda ağırlıklı olarak beşgen yüzlerin oluştuğu ve çokyüzlülerin ortalama 13,3 yüze sahip olduğu ortaya çıktı. Yani bir düzen var amorf maddeler ah kesinlikle var.
Amorf cisimler arasında cam, reçine, reçine, şekerleme vb. bulunur. Kristalli maddelerin aksine, amorf maddeler izotropiktir, yani mekanik, optik, elektriksel ve diğer özellikleri yöne bağlı değildir. Amorf cisimlerin sabit bir erime noktası yoktur; erime belirli bir sıcaklık aralığında meydana gelir. Amorf bir maddenin geçişinden katı hal Sıvıya dönüşme özelliklerinde ani bir değişime eşlik etmez. Fiziksel model amorf durum henüz yaratılmamıştır.
Amorf katılar, kristal katılar ve sıvılar arasında bir ara pozisyonda bulunur. Atomları veya molekülleri göreceli sıraya göre düzenlenmiştir. Katıların (kristal ve amorf) yapısını anlamak, istenilen özelliklere sahip malzemeler oluşturmanıza olanak tanır.
Şu tarihte: dış etkiler Amorf cisimler hem katılar gibi elastik özellikler hem de sıvılar gibi akışkanlık sergilerler. Böylece kısa süreli darbelerde (darbelerde) katı cisim gibi davranırlar ve kuvvetli bir darbe altında parçalara ayrılırlar. Ama çok uzun süreli maruziyet amorf cisimler akar. Pürüzsüz bir yüzey üzerinde duran bir reçine parçasını takip edelim. Reçine yavaş yavaş üzerine yayılır ve reçinenin sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, bu o kadar hızlı gerçekleşir.
Amorf cisimler düşük sıcaklıklarözellikleri katılara benzer. Hemen hemen hiç akışkanlıkları yoktur, ancak sıcaklık arttıkça yavaş yavaş yumuşarlar ve özellikleri giderek sıvıların özelliklerine yaklaşır. Bunun nedeni, sıcaklık arttıkça atomların bir konumdan diğerine sıçramalarının giderek daha sık hale gelmesidir. Belirli sıcaklık Amorf cisimlerin kristal cisimlerden farklı olarak cisimleri yoktur.
Soğurken sıvı madde kristalleşme her zaman gerçekleşmez. belirli koşullar altında dengesiz bir katı amorf (camsı) durum oluşabilir. Camsı bir durumda olabilirler basit maddeler(karbon, fosfor, arsenik, kükürt, selenyum), oksitler (örneğin bor, silikon, fosfor), halojenürler, kalkojenitler, birçok organik polimer. Bu durumda madde uzun süre stabil kalabilir. Bazı volkanik camların yaşı milyonlarca yıl olarak hesaplanmaktadır. Fiziksel ve kimyasal özellikler camsı amorf durumdaki maddeler, kristalli bir maddenin özelliklerinden önemli ölçüde farklı olabilir. Örneğin camsı germanyum dioksit kimyasal olarak kristal olandan daha aktiftir. Sıvı ve katı amorf hallerin özelliklerindeki farklılıklar doğa tarafından belirlenir. termal hareket parçacıklar: amorf bir durumda, parçacıklar yalnızca titreşim yeteneğine sahiptir ve dönme hareketleri ancak maddenin içinde hareket edemez.
Mekanik yüklerin veya sıcaklık değişimlerinin etkisi altında amorf cisimler kristalleşebilir. Reaktivite amorf durumdaki maddelerin kristal durumuna göre önemli ölçüde daha yüksektir. Ana işaret Maddenin amorf (Yunanca "amorphos" kelimesinden - biçimsiz) durumu - atomik veya moleküler bir kafesin yokluğu, yani kristal durumun karakteristik yapısının üç boyutlu periyodikliği.
Amorf bir durumda yalnızca katı halde bulunabilen maddeler vardır. Bu, düzensiz birim dizisine sahip polimerleri ifade eder.