Модель будови твердого тіла в молекулярно-кінетичній теорії

Модель будови твердого тіла (кристалічні та аморфні тіла) в молекулярно-кінетичної теорії.

Тверде тіло — агрегатний стан речовини, що характеризується сталістю форми і характером руху атомів, які здійснюють малі коливання близько положень рівноваги.

Кристалічні тіла.

Тверде тіло в звичайних умовах важко стиснути або розтягнути. Для додання твердим тілам потрібної форми або об’єму на заводах і фабриках їх обробляють на спеціальних верстатах: токарних, стругальних, шліфувальних.

У відсутності зовнішніх впливів тверде тіло зберігає свою форму і об’єм.

Це пояснюється тим, що тяжіння між атомами (або молекулами) у них більше, ніж у рідин (і тим більше газів). Воно достатньо, щоб утримати атоми близько положень рівноваги.

Молекули або атоми більшості твердих тіл, таких, як лід, сіль, алмаз, метали, розташовані в певному порядку. Такі тверді тіла називають кристалічними. Хоча частки цих тіл і перебувають у русі, руху ці являють собою коливання біля певних точок (положень рівноваги). Частинки не можуть піти далеко від цих точок, тому тверде тіло зберігає свою форму і об’єм.

Крім того, на відміну від рідин, точки положень рівноваги атомів або іонів твердого тіла, будучи з’єднаними, розташовуються у вершинах правильної просторової решітки, яка називається кристалічної.

Положення рівноваги, щодо яких відбуваються теплові коливання частинок, називаються вузлами кристалічної решітки.

Монокристал — тверде тіло, частинки якого утворюють єдину кристалічну решітку (одиночний кристал).

Анізотропія монокристалів.

Одним з головних властивостей монокристалів, якими вони відрізняються від рідин і газів, є анізотропія їх фізичних властивостей. Під анізотропією розуміють залежність фізичних властивостей від напрямку в кристалі. Анізотропними є механічні властивості (наприклад, відомо, що слюду легко розшарувати в одному напрямку і дуже важко — у перпендикулярному), електричні властивості (електропровідність багатьох кристалів залежить від напрямку), оптичні властивості (явище подвійного променезаломлення, і дихроїзма — анізотропії поглинання; так, наприклад, монокристал турмаліну «забарвлений в різні кольори — зелений і бурий, в залежності від того, з якого боку на нього подивитися).

Полікристал — тверде тіло, що складається з безладно орієнтованих монокристалів. Поликристаллическими є більшість твердих тіл, з якими ми маємо справу в побуті — сіль, цукор, різні металеві виробі. Безладна орієнтація зрощених мікрокристаликів, з яких вони складаються, призводить до зникнення анізотропії властивостей.

Аморфні тіла.

Крім кристалічних, до твердих тіл відносять також аморфні тіла. Аморфний в перекладі з грецького означає «безформний».

Аморфні тіла — це тверді тіла, для яких характерне невпорядковане розташування частинок у просторі.

В цих тілах молекули (або атоми) коливаються біля хаотично розташованих точок і, подібно до молекул рідини, мають певний час осілого життя. Але, на відміну від рідин, у них дуже велика.

До аморфним тіл відносяться скло, бурштин, різні інші смоли, пластмаси. Хоча при кімнатній температурі тіла зберігають свою форму, але при підвищенні температури вони поступово розм’якшуються і починають текти, як рідини: у аморфних тіл немає певної температури плавлення.

Цим вони відрізняються від кристалічних тіл, які при підвищенні температури переходять у рідкий стан не поступово, а стрибком (при цілком певній температурі — температури плавлення).

Всі аморфні тіла изотропны, тобто мають однакові фізичні властивості в різних напрямах. При ударі вони поводяться як тверді тіла — розколюються, а при дуже тривалому впливі — течуть.

В даний час є багато речовин в аморфному стані, отриманих штучним шляхом, наприклад, аморфні і стеклообразные напівпровідники, магнітні матеріали і навіть метали.

ПОДІЛИТИСЯ: