Tính chất vật lý của cơ thể vô định hình. chất rắn

Không giống như chất rắn kết tinh, không có trật tự chặt chẽ trong việc sắp xếp các hạt trong chất rắn vô định hình.

Mặc dù chất rắn vô định hình có khả năng duy trì hình dạng nhưng chúng không có mạng tinh thể. Một mô hình nhất định chỉ được quan sát thấy đối với các phân tử và nguyên tử nằm ở vùng lân cận. Lệnh này được gọi đóng lệnh . Nó không được lặp lại theo mọi hướng và không được lưu trữ trong khoảng cách xa, giống như những vật thể tinh thể.

Ví dụ về các vật thể vô định hình là thủy tinh, hổ phách, nhựa nhân tạo, sáp, parafin, chất dẻo, v.v.

Đặc điểm của cơ thể vô định hình

Các nguyên tử trong vật thể vô định hình dao động xung quanh các điểm nằm ngẫu nhiên. Do đó, cấu trúc của các vật thể này giống với cấu trúc của chất lỏng. Nhưng các hạt trong chúng ít di động hơn. Thời gian chúng dao động xung quanh vị trí cân bằng dài hơn trong chất lỏng. Việc nhảy của các nguyên tử sang vị trí khác cũng xảy ra ít thường xuyên hơn.

Chất rắn kết tinh hoạt động như thế nào khi đun nóng? Chúng bắt đầu tan chảy ở một mức nhất định điểm nóng chảy. Và trong một thời gian chúng đồng thời ở trạng thái rắn và trạng thái lỏng cho đến khi tất cả các chất tan chảy.

Chất rắn vô định hình không có điểm nóng chảy cụ thể . Khi đun nóng, chúng không tan chảy mà mềm dần.

Đặt một miếng nhựa gần thiết bị sưởi ấm. Sau một thời gian nó sẽ trở nên mềm mại. Điều này không xảy ra ngay lập tức mà diễn ra trong một khoảng thời gian nhất định.

Vì tính chất của vật vô định hình tương tự như tính chất của chất lỏng nên chúng được coi là chất lỏng siêu lạnh có độ nhớt rất cao (chất lỏng đông lạnh). Tại điều kiện bình thường chúng không thể chảy được. Nhưng khi đun nóng, sự nhảy vọt của các nguyên tử trong chúng xảy ra thường xuyên hơn, độ nhớt giảm và các vật thể vô định hình dần mềm đi. Nhiệt độ càng cao, độ nhớt càng thấp và dần dần cơ thể vô định hình trở thành chất lỏng.

Thủy tinh thông thường là một cơ thể vô định hình rắn. Nó thu được bằng cách nấu chảy oxit silic, soda và vôi. Bằng cách đun nóng hỗn hợp đến 1400 o C, thu được khối thủy tinh lỏng. Khi làm mát thủy tinh lỏng không đông đặc như các vật thể tinh thể mà vẫn ở dạng lỏng, độ nhớt của chất này tăng lên và tính lưu động giảm đi. Trong điều kiện bình thường, chúng ta thấy nó như một vật rắn. Nhưng trên thực tế, nó là một chất lỏng có độ nhớt và tính lưu động rất lớn, nhỏ đến mức khó có thể phân biệt được bằng các dụng cụ nhạy cảm nhất.

Trạng thái vô định hình của một chất là không ổn định. Theo thời gian, nó dần chuyển từ trạng thái vô định hình sang trạng thái kết tinh. Quá trình này ở chất khác nhau vượt qua với ở tốc độ khác nhau. Chúng tôi thấy những cây kẹo được bao phủ bởi tinh thể đường. Việc này không mất nhiều thời gian.

Và để các tinh thể hình thành trong thủy tinh thông thường, phải mất rất nhiều thời gian. Trong quá trình kết tinh, thủy tinh mất đi độ bền, độ trong suốt, trở nên đục và giòn.

Tính đẳng hướng của vật thể vô định hình

Ở chất rắn kết tinh tính chất vật lý khác nhau theo các hướng khác nhau. Nhưng ở những cơ thể vô định hình, chúng giống nhau về mọi hướng. Hiện tượng này được gọi là đẳng hướng .

Một vật vô định hình dẫn điện và nhiệt như nhau theo mọi hướng và khúc xạ ánh sáng như nhau. Âm thanh cũng truyền đi như nhau trong các vật thể vô định hình theo mọi hướng.

Tính chất của chất vô định hình được sử dụng trong công nghệ hiện đại. Sở thích đặc biệt tạo ra hợp kim kim loại không có cấu trúc tinh thể và thuộc chất rắn vô định hình. Họ được gọi kính kim loại . Các tính chất vật lý, cơ, điện và các tính chất khác của chúng tốt hơn so với các kim loại thông thường.

Vì vậy, trong y học, họ sử dụng hợp kim vô định hình có độ bền vượt trội hơn titan. Chúng được sử dụng để làm ốc vít hoặc tấm nối các xương gãy. Không giống như ốc vít titan, vật liệu này dần dần phân hủy và được thay thế theo thời gian bằng vật liệu xương.

Hợp kim có độ bền cao được sử dụng trong sản xuất dụng cụ cắt kim loại, phụ kiện, lò xo và các bộ phận cơ khí.

Một hợp kim vô định hình có tính thấm từ cao đã được phát triển ở Nhật Bản. Bằng cách sử dụng nó trong lõi máy biến áp thay vì các tấm thép máy biến áp có kết cấu, tổn thất dòng điện xoáy có thể giảm 20 lần.

Kim loại vô định hình có thuộc tính độc đáo. Chúng được gọi là vật liệu của tương lai.

Bạn đã bao giờ tự hỏi điều gì bí ẩn chất vô định hình? Chúng khác nhau về cấu trúc từ cả chất rắn và chất lỏng. Thực tế là những vật thể như vậy ở trạng thái ngưng tụ đặc biệt, chỉ có trật tự tầm ngắn. Ví dụ về các chất vô định hình là nhựa, thủy tinh, hổ phách, cao su, polyetylen, polyvinyl clorua (cửa sổ nhựa yêu thích của chúng tôi), các loại polyme khác nhau và các loại khác. Đây là những chất rắn không có mạng tinh thể. Chúng cũng bao gồm sáp bịt kín, chất kết dính khác nhau, cao su cứng và nhựa.

Tính chất bất thường của chất vô định hình

Trong quá trình phân tách, không có cạnh nào được hình thành trong chất rắn vô định hình. Các hạt hoàn toàn mất trật tự và nằm trên tầm gần với nhau. Chúng có thể rất dày hoặc nhớt. Họ bị ảnh hưởng bởi những tác động bên ngoài như thế nào? Dưới tác động của các nhiệt độ khác nhau, các vật thể trở nên lỏng, giống như chất lỏng, đồng thời khá đàn hồi. Trong trường hợp ảnh hưởng bên ngoài không tồn tại lâu, chất cấu trúc vô định hình có thể tại cú đánh mạnh mẽ vỡ thành từng mảnh. Ảnh hưởng lâu dài từ bên ngoài dẫn đến việc chúng trôi đi một cách đơn giản.

Hãy thử nó ở nhà thí nghiệm nhỏ sử dụng nhựa. Đặt nó trên một bề mặt cứng và bạn sẽ nhận thấy nó bắt đầu chảy trơn tru. Đúng rồi, đó là chất! Tốc độ phụ thuộc vào nhiệt độ. Nếu nó rất cao, nhựa sẽ bắt đầu lan rộng nhanh hơn đáng kể.

Những cơ thể như vậy có đặc điểm gì khác? Họ có thể có bất kỳ hình thức nào. Nếu các chất vô định hình ở dạng hạt nhỏ được đặt trong một bình, chẳng hạn như trong một cái bình, thì chúng cũng sẽ có hình dạng của bình. Chúng cũng có tính đẳng hướng, nghĩa là chúng thể hiện các tính chất vật lý giống nhau theo mọi hướng.

Nóng chảy và chuyển sang trạng thái khác. Kim loại và thủy tinh

Trạng thái vô định hình của một chất không hàm ý sự duy trì bất kỳ nhiệt độ nhất định. Ở giá trị thấp, cơ thể đóng băng, ở giá trị cao, chúng tan chảy. Nhân tiện, mức độ nhớt của các chất đó cũng phụ thuộc vào điều này. Nhiệt độ thấp làm giảm độ nhớt, nhiệt độ cao ngược lại làm tăng độ nhớt.

Đối với các chất thuộc loại vô định hình, có thể phân biệt một đặc điểm nữa - sự chuyển sang trạng thái tinh thể và trạng thái tự phát. Tại sao điều này lại xảy ra? Năng lượng bên trong của vật thể kết tinh nhỏ hơn nhiều so với năng lượng bên trong của vật thể vô định hình. Chúng ta có thể nhận thấy điều này trong ví dụ về các sản phẩm thủy tinh - theo thời gian, kính sẽ trở nên đục.

Kính kim loại - nó là gì? Kim loại có thể được loại bỏ khỏi mạng tinh thể trong quá trình nóng chảy, nghĩa là một chất có cấu trúc vô định hình có thể được tạo thành thủy tinh. Trong quá trình đông đặc trong quá trình làm mát nhân tạo, mạng tinh thể lại được hình thành. Kim loại vô định hình có khả năng chống ăn mòn đáng kinh ngạc. Ví dụ, thân ô tô làm từ nó sẽ không cần nhiều lớp phủ khác nhau, vì nó sẽ không bị phá hủy tự phát. Chất vô định hình là chất cấu trúc nguyên tử có sức mạnh chưa từng có, điều đó có nghĩa là kim loại vô định hình có thể được sử dụng hoàn toàn trong bất kỳ lĩnh vực công nghiệp nào.

Cấu trúc tinh thể của các chất

Để hiểu rõ về đặc tính của kim loại và có thể làm việc với chúng, bạn cần có kiến thức về cấu trúc tinh thể của một số chất. Việc sản xuất các sản phẩm kim loại và lĩnh vực luyện kim không thể phát triển mạnh mẽ nếu con người không có những hiểu biết nhất định về những thay đổi trong cấu trúc của hợp kim, kỹ thuật công nghệ và đặc tính vận hành.

Bốn trạng thái của vật chất

Người ta thường biết rằng có bốn trạng thái tập hợp: rắn, lỏng, khí, plasma. Chất rắn vô định hình cũng có thể ở dạng tinh thể. Với cấu trúc này, có thể quan sát được tính tuần hoàn không gian trong sự sắp xếp của các hạt. Những hạt trong tinh thể này có thể thực hiện chuyển động tuần hoàn. Trong tất cả các vật thể mà chúng ta quan sát ở trạng thái khí hoặc lỏng, chúng ta có thể nhận thấy sự chuyển động của các hạt dưới dạng hỗn loạn. Chất rắn vô định hình (ví dụ kim loại ở trạng thái ngưng tụ: cao su cứng, sản phẩm thủy tinh, nhựa) có thể được gọi là chất lỏng đông lạnh, vì khi chúng thay đổi hình dạng, bạn có thể nhận thấy như vậy. tính năng đặc trưng, như độ nhớt.

Sự khác biệt giữa vật thể vô định hình và chất khí và chất lỏng

Các biểu hiện dẻo, đàn hồi, cứng lại khi biến dạng là đặc trưng của nhiều vật thể. Các chất kết tinh và vô định hình trong ở một mức độ lớn hơn có những đặc tính này, trong khi chất lỏng và chất khí không có những đặc tính đó. Nhưng bạn có thể nhận thấy rằng chúng góp phần tạo ra sự thay đổi đàn hồi về khối lượng.

Chất kết tinh và chất vô định hình. Tính chất cơ học và vật lý

Chất kết tinh và chất vô định hình là gì? Như đã đề cập ở trên, những vật thể có hệ số nhớt rất lớn có thể được gọi là vô định hình và tính lưu động của chúng là không thể ở nhiệt độ bình thường. Nhưng nhiệt độ cao Ngược lại, cho phép chúng ở dạng lỏng, giống như chất lỏng.

Các chất có vẻ hoàn toàn khác nhau loại tinh thể. Những chất rắn này có thể có điểm nóng chảy riêng, tùy thuộc vào áp lực bên ngoài. Có thể thu được tinh thể nếu chất lỏng được làm lạnh. Nếu bạn không thực hiện các biện pháp nhất định, bạn sẽ nhận thấy rằng ở trạng thái lỏng, trung tâm khác nhau kết tinh. Trong khu vực xung quanh các trung tâm này, sự hình thành rắn xảy ra. Các tinh thể rất nhỏ bắt đầu kết nối với nhau theo thứ tự ngẫu nhiên và thu được cái gọi là đa tinh thể. Một cơ thể như vậy là đẳng hướng.

Đặc điểm của chất

Điều gì quyết định thể chất và đặc tính cơ họcđiện thoại? Quan trọng có liên kết nguyên tử cũng như loại cấu trúc tinh thể. Tinh thể loại ionđược đặc trưng bởi các liên kết ion, có nghĩa là sự chuyển tiếp suôn sẻ từ nguyên tử này sang nguyên tử khác. Trong trường hợp này, sự hình thành các hạt tích điện dương và âm xảy ra. Liên kết ion chúng ta có thể xem tiếp ví dụ đơn giản- những đặc điểm như vậy là đặc trưng của các oxit và muối khác nhau. Một đặc điểm khác của tinh thể ion là độ dẫn nhiệt thấp, nhưng hiệu suất của nó có thể tăng lên rõ rệt khi đun nóng. Tại các nút của mạng tinh thể, bạn có thể thấy nhiều phân tử khác nhau được phân biệt bằng liên kết nguyên tử mạnh.

Nhiều khoáng chất mà chúng ta tìm thấy trong tự nhiên có cấu trúc tinh thể. Và trạng thái vô định hình của vật chất cũng là bản chất dạng tinh khiết. Chỉ trong trường hợp này, cơ thể là một thứ gì đó không có hình dạng, nhưng các tinh thể có thể có dạng khối đa diện đẹp mắt với các cạnh phẳng, đồng thời tạo thành các khối rắn mới có vẻ đẹp và độ tinh khiết đáng kinh ngạc.

Tinh thể là gì? Cấu trúc tinh thể vô định hình

Hình dạng của các vật thể như vậy là không đổi đối với một hợp chất cụ thể. Ví dụ, beryl luôn trông giống như một lăng kính lục giác. Hãy thử một thí nghiệm nhỏ. Lấy một tinh thể nhỏ muối ăn hình khối (quả bóng) và cho vào dung dịch đặc biệt càng bão hòa càng tốt với cùng loại muối ăn. Theo thời gian, bạn sẽ nhận thấy rằng khối này không thay đổi - nó lại có hình dạng khối lập phương hoặc quả bóng, đặc trưng của tinh thể muối ăn.

3. - polyvinyl clorua, hoặc cửa sổ nhựa PVC nổi tiếng. Nó có khả năng chống cháy, vì nó được coi là chất chống cháy, tăng độ bền cơ học và tính chất cách điện.

4. Polyamide là chất có độ bền và khả năng chống mài mòn rất cao. Nó được đặc trưng bởi đặc tính điện môi cao.

5. Plexiglas, hoặc polymethyl methacrylate. Chúng ta có thể sử dụng nó trong lĩnh vực kỹ thuật điện hoặc sử dụng nó làm vật liệu cho các công trình kiến trúc.

6. Fluoroplastic, hay polytetrafluoroethylene, là một chất điện môi nổi tiếng không thể hiện đặc tính hòa tan trong dung môi có nguồn gốc hữu cơ. Phạm vi nhiệt độ rộng và tốt tính chất điện môi cho phép nó được sử dụng làm vật liệu kỵ nước hoặc chống ma sát.

7. Polystyren. Vật liệu này không bị ảnh hưởng bởi axit. Nó, giống như fluoroplastic và polyamit, có thể được coi là chất điện môi. Rất bền chống lại tác động cơ học. Polystyrene được sử dụng ở mọi nơi. Ví dụ, nó đã được chứng minh là vật liệu cách điện và kết cấu tốt. Được sử dụng trong kỹ thuật điện và vô tuyến.

8. Có lẽ loại polymer nổi tiếng nhất đối với chúng ta là polyetylen. Chất liệu có khả năng chống va đập môi trường hung hăng, nó hoàn toàn không cho phép hơi ẩm đi qua. Nếu bao bì được làm bằng polyetylen thì không sợ đồ bên trong sẽ bị hư hỏng khi gặp mưa lớn. Polyethylene cũng là một chất điện môi. Ứng dụng của nó rất rộng rãi. Cấu trúc đường ống, các sản phẩm điện khác nhau, màng cách điện, vỏ bọc cho cáp điện thoại và cáp được làm từ nó. đường dây điện, các bộ phận của đài phát thanh và các thiết bị khác.

9. Polyvinyl clorua là chất có hàm lượng polyme cao. Nó là tổng hợp và nhựa nhiệt dẻo. Nó có cấu trúc phân tử không đối xứng. Nó gần như không thấm nước và được làm bằng cách ép, dập và đúc. Polyvinyl clorua thường được sử dụng nhiều nhất trong ngành điện. Dựa vào đó, các loại ống và ống cách nhiệt khác nhau dành cho bảo vệ hóa chất, bộ pin, ống và miếng đệm cách điện, dây và cáp. PVC cũng là một sự thay thế tuyệt vời cho chì có hại. Nó không thể được sử dụng như một mạch tần số cao ở dạng điện môi. Và tất cả là do trong trường hợp này tổn thất điện môi sẽ cao. Có độ dẫn điện cao.

Không giống như chất rắn kết tinh, không có trật tự chặt chẽ trong việc sắp xếp các hạt trong chất rắn vô định hình.

Mặc dù chất rắn vô định hình có khả năng duy trì hình dạng nhưng chúng không có mạng tinh thể. Một mô hình nhất định chỉ được quan sát thấy đối với các phân tử và nguyên tử nằm ở vùng lân cận. Lệnh này được gọi đóng lệnh . Nó không được lặp lại theo mọi hướng và không tồn tại trong khoảng cách xa, như trong các vật thể tinh thể.

Ví dụ về các vật thể vô định hình là thủy tinh, hổ phách, nhựa nhân tạo, sáp, parafin, chất dẻo, v.v.

Đặc điểm của cơ thể vô định hình

Chất rắn kết tinh hoạt động như thế nào khi đun nóng? Chúng bắt đầu tan chảy ở một mức nhất định điểm nóng chảy. Và trong một thời gian, chúng đồng thời ở trạng thái rắn và lỏng, cho đến khi toàn bộ chất tan chảy.

Chất rắn vô định hình không có điểm nóng chảy cụ thể . Khi đun nóng, chúng không tan chảy mà mềm dần.

Vì tính chất của vật vô định hình tương tự như tính chất của chất lỏng nên chúng được coi là chất lỏng siêu lạnh có độ nhớt rất cao (chất lỏng đông lạnh). Trong điều kiện bình thường chúng không thể chảy được. Nhưng khi đun nóng, sự nhảy vọt của các nguyên tử trong chúng xảy ra thường xuyên hơn, độ nhớt giảm và các vật thể vô định hình dần mềm đi. Nhiệt độ càng cao, độ nhớt càng thấp và dần dần cơ thể vô định hình trở thành chất lỏng.

Thủy tinh thông thường là một cơ thể vô định hình rắn. Nó thu được bằng cách nấu chảy oxit silic, soda và vôi. Bằng cách đun nóng hỗn hợp đến 1400 o C, thu được khối thủy tinh lỏng. Khi được làm lạnh, thủy tinh lỏng không đông đặc như các vật thể tinh thể mà vẫn ở dạng chất lỏng, độ nhớt của nó tăng lên và tính lưu động giảm đi. Trong điều kiện bình thường, nó xuất hiện với chúng ta như một vật thể rắn. Nhưng trên thực tế, nó là một chất lỏng có độ nhớt và tính lưu động rất lớn, nhỏ đến mức khó có thể phân biệt được bằng các dụng cụ nhạy cảm nhất.

Trạng thái vô định hình của một chất là không ổn định. Theo thời gian, nó dần chuyển từ trạng thái vô định hình sang trạng thái kết tinh. Quá trình này xảy ra với tốc độ khác nhau ở các chất khác nhau. Chúng tôi thấy những cây kẹo được bao phủ bởi tinh thể đường. Việc này không mất nhiều thời gian.

Tính đẳng hướng của vật thể vô định hình

Ở chất rắn kết tinh, tính chất vật lý thay đổi theo các hướng khác nhau. Nhưng ở những cơ thể vô định hình, chúng giống nhau về mọi hướng. Hiện tượng này được gọi là đẳng hướng .

Các tính chất của các chất vô định hình được sử dụng trong các công nghệ hiện đại. Đặc biệt quan tâm là các hợp kim kim loại không có cấu trúc tinh thể và thuộc về chất rắn vô định hình. Họ được gọi là kính kim loại . Các tính chất vật lý, cơ, điện và các tính chất khác của chúng tốt hơn so với các kim loại thông thường.

Hợp kim có độ bền cao được sử dụng trong sản xuất dụng cụ cắt kim loại, phụ kiện, lò xo và các bộ phận cơ khí.

Kim loại vô định hình có tính chất độc đáo. Chúng được gọi là vật liệu của tương lai.

Chất rắn là một trong những bốn cơ bản các trạng thái vật chất khác ngoài chất lỏng, khí và plasma. Nó được đặc trưng bởi độ cứng cấu trúc và khả năng chống lại những thay đổi về hình dạng hoặc khối lượng. Không giống như chất lỏng, vật rắn không chảy hoặc có hình dạng như vật chứa nó. Chất rắn không giãn nở để lấp đầy toàn bộ thể tích sẵn có như chất khí.
Nguyên tử trong cơ thể rắn chắcđược kết nối chặt chẽ với nhau, ở trạng thái có trật tự tại các nút của mạng tinh thể (đó là kim loại, nước đá thông thường, đường, muối, kim cương) hoặc được sắp xếp không đều, không có tính lặp lại nghiêm ngặt trong cấu trúc của tinh thể mạng tinh thể (đây là những vật thể vô định hình, chẳng hạn như kính cửa sổ, nhựa thông, mica hoặc nhựa).

Thể tinh thể

Chất rắn hoặc tinh thể kết tinh có đặc tính đặc biệt tính năng bên trong- cấu trúc ở dạng mạng tinh thể trong đó các nguyên tử, phân tử hoặc ion của một chất chiếm một vị trí nhất định.
Mạng tinh thể dẫn đến sự tồn tại của các mặt phẳng đặc biệt trong tinh thể, giúp phân biệt chất này với chất khác. Khi tiếp xúc tia X, mỗi mạng tinh thể phát ra một mẫu đặc trưng có thể được sử dụng để nhận dạng một chất. Các cạnh của tinh thể giao nhau ở những góc nhất định để phân biệt chất này với chất khác. Nếu tinh thể bị tách ra, các mặt mới sẽ giao nhau ở cùng góc với mặt ban đầu.

Ví dụ: galena - galena, pyrit - pyrit, thạch anh - thạch anh. Các mặt tinh thể giao nhau ở các góc vuông trong galena (PbS) và pyrit (FeS 2), và ở các góc khác trong thạch anh.

Tính chất của tinh thể

khối lượng không đổi;
hình dạng hình học chính xác;
dị hướng - sự khác biệt về tính chất cơ, ánh sáng, điện và nhiệt theo hướng trong tinh thể;
một điểm nóng chảy được xác định rõ ràng, vì nó phụ thuộc vào tính đều đặn của mạng tinh thể. Lực liên phân tử giữ chất rắn với nhau, đồng nhất và cần cùng một lượng năng lượng nhiệt để phá vỡ từng tương tác cùng một lúc.

Cơ thể vô định hình

Ví dụ về các vật thể vô định hình không có cấu trúc chặt chẽ và độ lặp lại của các tế bào mạng tinh thể là: thủy tinh, nhựa, Teflon, polyurethane, naphthalene, polyvinyl clorua.

Họ có hai tính chất đặc trưng: đẳng hướng và thiếu điểm nóng chảy cụ thể.
Tính đẳng hướng của vật vô định hình được hiểu là những tính chất vật lý giống nhau của một chất theo mọi hướng.
Trong chất rắn vô định hình, khoảng cách đến các nút lân cận của mạng tinh thể và số lượng nút lân cận thay đổi trong toàn bộ vật liệu. Vì vậy, để phá vỡ tương tác giữa các phân tử cần phải có số lượng khác nhau năng lượng nhiệt. Do đó, các chất vô định hình mềm chậm trong khoảng nhiệt độ rộng và không có điểm nóng chảy rõ ràng.
Đặc điểm của chất rắn vô định hình là khi nhiệt độ thấp chúng có tính chất của chất rắn và khi nhiệt độ ngày càng tăng - tính chất của chất lỏng.

Chúng ta phải nhớ rằng không phải tất cả các vật thể tồn tại trên hành tinh Trái đất đều có cấu trúc tinh thể. Các trường hợp ngoại lệ đối với quy tắc này được gọi là “cơ thể vô định hình”. Chúng khác nhau như thế nào? Dựa vào bản dịch thuật ngữ này- vô định hình - có thể cho rằng các chất đó khác với các chất khác về hình dạng hoặc hình dáng bên ngoài của chúng. Chúng ta đang nói về sự vắng mặt của cái gọi là mạng tinh thể. Quá trình phân tách tạo ra các cạnh không xảy ra. Các cơ thể vô định hình còn được phân biệt ở chỗ chúng không phụ thuộc vào môi trường, và tính chất của chúng là hằng số. Những chất như vậy được gọi là đẳng hướng.

Mô tả ngắn gọn về vật thể vô định hình

Từ khóa học Các nhà vật lý có thể nhớ rằng các chất vô định hình có cấu trúc trong đó các nguyên tử trong chúng được sắp xếp theo một trật tự hỗn loạn. Địa điểm cụ thể chỉ có thể có các cấu trúc lân cận nơi buộc phải có sự sắp xếp như vậy. Tuy nhiên, tương tự với tinh thể, các vật thể vô định hình không có trật tự chặt chẽ về phân tử và nguyên tử (trong vật lý, tính chất này được gọi là “trật tự tầm xa”). Kết quả nghiên cứu cho thấy những chất này có cấu trúc tương tự như chất lỏng.

Một số vật thể (ví dụ như chúng ta có thể lấy silicon dioxide, có công thức là SiO 2) có thể đồng thời ở trong trạng thái vô định hình và có cấu trúc tinh thể. Thạch anh ở phiên bản đầu tiên có cấu trúc mạng không đều, ở phiên bản thứ hai - hình lục giác đều.

Bất động sản số 1

Như đã đề cập ở trên, vật thể vô định hình không có mạng tinh thể. Các nguyên tử và phân tử của chúng có trật tự sắp xếp ngắn, đây sẽ là vị trí đầu tiên tính năng đặc biệt của các chất này.

Bất động sản số 2

Những cơ thể này bị thiếu tính lưu động. Để giải thích rõ hơn tính chất thứ hai của các chất, chúng ta có thể làm điều này bằng ví dụ về sáp. Không có gì bí mật rằng nếu bạn đổ nước vào phễu, nó sẽ tràn ra khỏi phễu. Điều tương tự cũng sẽ xảy ra với bất kỳ chất lỏng nào khác. Nhưng đặc tính của vật thể vô định hình không cho phép chúng thực hiện những “thủ thuật” như vậy. Nếu sáp được đặt trong một cái phễu, đầu tiên nó sẽ lan ra trên bề mặt và chỉ sau đó mới bắt đầu chảy ra khỏi nó. Điều này là do thực tế là các phân tử trong một chất nhảy từ vị trí cân bằng này sang vị trí cân bằng hoàn toàn khác mà không có vị trí chính.

Bất động sản số 3

Đã đến lúc nói về quá trình tan chảy. Điều đáng ghi nhớ là thực tế là các chất vô định hình không có nhiệt độ cụ thể để bắt đầu tan chảy. Khi nhiệt độ tăng lên, cơ thể dần trở nên mềm hơn rồi chuyển sang dạng lỏng. Các nhà vật lý luôn không tập trung vào nhiệt độ mà tại đó quá trình này bắt đầu xảy ra, nhưng ở khoảng nhiệt độ nóng chảy tương ứng.

Bất động sản số 4

Nó đã được đề cập ở trên. Cơ thể vô định hình là đẳng hướng. Nghĩa là, tài sản của họ theo bất kỳ hướng nào đều không thay đổi, ngay cả khi điều kiện lưu trú ở những nơi khác nhau.

Bất động sản số 5

Ít nhất một lần, mỗi người đều quan sát thấy rằng trong một khoảng thời gian nhất định, kính bắt đầu trở nên đục. Đặc tính này của vật thể vô định hình có liên quan đến sự gia tăng năng lượng bên trong (nó lớn hơn nhiều lần so với năng lượng của tinh thể). Bởi vì điều này, các chất này có thể dễ dàng chuyển sang trạng thái kết tinh.

Chuyển sang trạng thái kết tinh

Sau một thời gian nhất định, bất kỳ cơ thể vô định hình nào cũng chuyển sang trạng thái kết tinh. Điều này có thể được quan sát thấy ở cuộc sống bình thường người. Ví dụ: nếu bạn để kẹo hoặc mật ong trong vài tháng, bạn có thể nhận thấy rằng cả hai đều mất đi độ trong suốt. Người bình thường sẽ nói rằng chúng chỉ đơn giản là được bọc đường. Quả thực, nếu đập vỡ cơ thể, bạn sẽ nhận thấy sự hiện diện của tinh thể đường.

Vì vậy, nói về điều này, cần làm rõ rằng sự chuyển đổi tự phát sang trạng thái khác là do chất vô định hình không ổn định. So sánh chúng với tinh thể, bạn có thể hiểu rằng tinh thể sau “mạnh hơn” gấp nhiều lần. Thực tế này có thể được giải thích bằng lý thuyết liên phân tử. Theo đó, các phân tử liên tục nhảy từ nơi này sang nơi khác, từ đó lấp đầy khoảng trống. Theo thời gian, một mạng tinh thể ổn định được hình thành.

Sự tan chảy của các cơ thể vô định hình

Quá trình tan chảy của các vật thể vô định hình là thời điểm khi nhiệt độ tăng lên, mọi liên kết giữa các nguyên tử bị phá hủy. Đây là khi chất chuyển thành chất lỏng. Nếu điều kiện nóng chảy sao cho áp suất là như nhau trong toàn bộ thời gian thì nhiệt độ cũng phải được cố định.

Tinh thể lỏng

Trong tự nhiên, có những vật thể có cấu trúc tinh thể lỏng. Theo quy định, chúng được bao gồm trong danh sách chất hữu cơ và các phân tử của chúng có hình dạng giống như sợi chỉ. Các cơ quan về cái gì chúng ta đang nói về, có các tính chất của chất lỏng và tinh thể, cụ thể là tính lưu động và tính dị hướng.

Trong các chất như vậy, các phân tử nằm song song với nhau, tuy nhiên giữa chúng không có khoảng cách cố định. Họ di chuyển liên tục nhưng không muốn thay đổi hướng nên luôn ở một vị trí.

Kim loại vô định hình

Kim loại vô định hình được biết đến nhiều hơn đến một người bình thường gọi là kính kim loại.

Trở lại năm 1940, các nhà khoa học bắt đầu nói về sự tồn tại của những cơ thể này. Thậm chí sau đó người ta đã biết rằng các kim loại được sản xuất đặc biệt bằng phương pháp lắng đọng chân không không có lưới tinh thể. Và chỉ 20 năm sau, chiếc kính đầu tiên thuộc loại này mới được sản xuất. Đặc biệt chú ý nó không gây ra các nhà khoa học; và chỉ sau 10 năm nữa, các chuyên gia Mỹ, Nhật Bản, rồi Hàn Quốc và châu Âu mới bắt đầu nói về ông.

Kim loại vô định hình được đặc trưng bởi độ nhớt, khá cấp độ cao sức mạnh và khả năng chống ăn mòn.