Види твердих тіл

Все, що оточує нас речі мають різні властивості і характеристиками. Це залежить від багатьох факторів, в тому числі від фізичного стану. Крім рідин розрізняють тверді тіла.

Всі тверді тіла можна роздягли на дві великі групи по різному станом:

  • кристалічні;
  • аморфні.

Кристалічні та аморфні тверді тіла

Кристалічними називають тіла, які мають особливу структурою молекулярних зв’язків між собою. Всі частинки в такому виконанні становлять кристал і розташовані в певному порядку. Відстань між частинками також певне. Подібні зв’язки ще називають кристалічною решіткою. Вона являє собою сукупність атомів і різних вузлів і молекул, які складають тверду речовину в цілому.

Такі сполуки славляться дуже великою міцністю, а з металевих матеріалів з класичної кристалічною решіткою сьогодні будуються найскладніші інженерні споруди, включаючи мости, будівлі та інші будівлі. Міцність кристалічних тіл відрізняється високим ступенем практичного застосування в різних сферах людської діяльності. Однак реальна міцність кристалів виявилося набагато менше розрахункової міцності, так як на їх поверхні виявлені численні дефекти в основі кристалічної решітки.

Аморфними твердими тілами називають такі тіла, які мають однакові фізичним властивостями в усіх напрямках. Подібна властивість також називають ізотропності. Такі аморфні тіла характеризуються безладним розташуванням елементів молекулярної зв’язку. Вони складаються з нескінченної кількості з’єднань атомів і молекул. У кристалічних тілах внутрішня структура різко контрастує з аморфними тілами

Кристалічні тіла діляться на:

  • монокристали;
  • полікристали.

Монокристали характеризуються періодичністю за своєю структурою і багаторазового повторення зв’язків у всьому обсязі.

Для полікристалів основоположним стало наявність кристалітів. Вони виглядають, як безліч зрощених між собою хаотично розташованих маленьких кристалів.

З кристалічною структурою речовин людина стикається постійно в щоденному режимі. Ми ходимо взимку по снігу або льоду, що має в своїй основі чисту структуру кристала. Вона формується з кристалічною води. Многая їжа складається з кристалів солі або цукру.

Така багатогранна натура твердих тілах характеризується кількома подібними і постійно повторюються, внутрішньої конструкції. Атоми і інші молекулярні зв’язки розташовуються в окремих кристалічних решітках, при цьому все виглядає гранично впорядковано. Складається система схожих багатогранників. Таким чином, можна штучним чином відтворити подібні молекулярні зв’язки.

Впорядковане розташування всіх частинок у вузлах кристалічної решітки надає правильну і красиву форму з симетричним розташуванням сторін і кутів. Вперше таку структуру змогли показати і пояснити тільки 200 років тому.

Для росту кристалів необхідно створити певні умови. Центр кристалізації стає своєрідною точкою відліку майбутнього каркаса речовини. Його можна створити штучним або природним способом. Для цього в прозорому розчині спостерігають за рухом іонів або молекул. Вони ведуть себе досить непередбачуваним чином і постійно стикаються, при цьому йде формування нових протосвязей – зародків майбутнього кристалічного твердого тіла. При повторних взаємодіях можна побачити, що купуються форми структури найменшого кришталика, який стане елементом осередку тіла. Під скупченням частинок відбувається поступове зростання решітки, при цьому з’являється той самий центр кристалізації. Його основою можуть бути найрізноманітніші речовини, які містяться і плавають в посудині. У процесі росту з’являються додаткові зв’язку і відбувається перетворення в велике тверде тіло з кристалічною основою.

Типи кристалічних твердих речовин

Тверде стан речовини передбачає наявність у тіл кристалічної решітки. Подібні тіла діляться на кілька типів:

  • в кристалічній решітці з атомами частки твердої речовини пов’язані ковалентним зв’язком;
  • в молекулярній кристалічній решітці між частинками існує невелика зв’язок;
  • в вузлах іонної кристалічної решітки позитивно заряджені частинки чергуються з негативно зарядженими;
  • в металевій кристалічній решітці в вузлах присутні тільки іони хімічних речовин, які заряджені позитивно.

Особливості твердих речовин

За характером руху електронів на зовнішньому рівні атомів твердого тіла можна встановити його електричні специфічні властивості і ознаки. Сьогодні виділяють кілька видів таких тіл в залежності від типу зв’язку атомів.

При іонної зв’язку атомів основною характерною рисою стала сила електростатичного тяжіння. Такі речовини здатні відображати і поглинати світло в інфрачервоній площині. При невеликій температурі іонна зв’язок відрізняється малою електропровідністю.

Ковалентний зв’язок здійснюється за рахунок електронної пари. Вона належить обом атомам. Подібна зв’язок також ділиться на просту, подвійну і потрійну за наявністю числа пар електронів. Найбільш тверді кристали відносяться до ковалентного зв’язку.

Металева зв’язок виникає при виникненні великих атомів. Вона утворюється за допомогою процесу об’єднання валентних електронів атомів. Великі атоми здатні віддавати свої електрони, що сприяє формуванню складних з’єднань. Так утворюються метали і інші складні тверді речовини. Речовини з металевою зв’язком різноманітні за фізичними властивостями. Серед них виділяють рідкі метали, м’які, дуже тверді.

При молекулярної зв’язку, яка утворюється в кристалах, утворюється окремими молекулами речовини. Сили, при яких відбуваються процеси, мають значний ступінь стабільності. Молекули притягуються один до одного тільки слабким міжмолекулярним тяжінням. При нагріванні речовини подібні недовговічні зв’язку втрачають свою актуальність і руйнуються.

Воднева зв’язок може виникнути між поляризованими позитивно зарядженими атомами молекули і тією частиною, яка є частиною негативно поляризованої часткою або її частиною.

ПОДІЛИТИСЯ: