Аморфні тіла: характеристика, опис і властивості

Потрібно пам'ятати, що не всі тіла, які існують на планеті Земля, мають кристалічну будову. Винятки з правила отримали назву «аморфні тіла». Чим же вони відрізняються? Виходячи з перекладу даного терміна – аморфний – можна припустити про те, що такі речовини відрізняються від інших своєю формою або видом. Мова йде про відсутність так званої кристалічної решітки. Процес розщеплення, при якому з'являються межі, не відбувається. Аморфні тіла також відрізняються тим, що не залежать від навколишнього середовища, і їх властивості постійні. Такі речовини називаються изотропними.

Невелика характеристика аморфних тіл

Зі шкільного курсу фізики можна згадати те, що аморфні речовини мають таке будова, при якому атоми в них розташовані в хаотичному порядку. Певне місце можуть мати лише структури-сусіди, де таке розташування є вимушеним. Але все ж таки проводячи аналогію з кристалами, аморфні тіла не мають суворої впорядкованістю молекул і атомів (у фізиці таку властивість отримало назву «дальній порядок»). В результаті досліджень було з'ясовано, що за своєю структурою дані речовини схожі з рідинами. Деякі тіла (як приклад можна взяти діоксид кремнію, чия формула SiO 2 ) можуть одночасно перебувати в аморфному стані і мати кристалічну структуру. Кварц в першому варіанті володіє структурою неправильної решітки, у другому – правильного шестикутника.

Властивість №1

Як вже говорилося вище, аморфні тіла не мають кристалічної гратами. Їх атоми і молекули мають ближній порядок розміщення, що і буде першим відмітною властивістю даних речовин.

Властивість №2

Плинністю дані тіла обділені. Для того щоб краще пояснити друге властивість речовин, можна зробити це на прикладі воску. Ні для кого не секрет, що якщо налити воду в воронку, то вона просто виллється з неї. Те ж саме буде і з будь-якими іншими текучими речовинами. А властивості аморфних тіл не дозволяють їм робити такі «трюки». Якщо віск помістити в воронку, то він попередньо розтечеться по поверхні і лише потім почне стікати з неї. Це пов'язано з тим, що молекули в речовині перескакують з одного положення рівноваги в абсолютно інше, не маючи основного місця розташування.

Властивість №3

Пора поговорити про процес плавлення. Слід запам'ятати той факт, що аморфні речовини не мають певної температури, при якій починається плавлення. Під час підняття градусу тіло поступово стає м'якше і потім перетворюється в рідину. Фізики завжди роблять акцент не на температурі, при якій даний процес почав відбуватися, а на відповідному температурному інтервалі плавлення.

Властивість №4

Про нього вже було сказано вище. Аморфні тіла изотропни. Тобто їх властивості в будь-якому напрямку незмінні, навіть якщо умови перебування в місцях різні.

Властивість №5

Кожна людина хоч раз спостерігав, що з плином певного проміжку часу скла починали мутніти. Це властивість аморфних тіл пов'язано з підвищеною внутрішньою енергією (вона в рази більше, ніж у кристалів). З-за цього дані речовини спокійно самі можуть перейти в кристалічний стан.

Перехід до кристалічному стану

Через певний проміжок часу будь аморфне тіло переходить у кристалічний стан. Це можна спостерігати в звичного життя людини. Наприклад, якщо залишити льодяник або мед на кілька місяців, то можна помітити, що вони обидва втратили свою прозорість. Звичайна людина скаже, що вони просто засахарились. І правда, якщо розламати тіло, то можна помітити наявність кристалів цукру. Отже, говорячи про це, необхідно уточнити, що мимовільне перетворення в інший стан пов'язано з тим, що аморфні речовини нестійкі. Порівнюючи їх з кристалами, можна зрозуміти, що останні в рази могутніше. Пояснити факт можна завдяки міжмолекулярною теорії. Згідно їй, молекули постійно перескакують з одного місця на інше, тим самим заповнюючи пустоти. З часом утворюється стійка кристалічна решітка.

Плавлення аморфних тіл

Процесом плавлення аморфних тіл називається момент, коли з підняттям температури всі зв'язки між атомами руйнуються. Саме тоді речовина перетворюється в рідину. Якщо умови плавлення такі, що тиск однаково протягом усього періоду, то температура повинна бути фіксованою.

Рідкі кристали

В природі існують тіла, які мають рідкокристалічну структуру. Як правило, вони входять в перелік органічних речовин, а їхні молекули мають ниткоподібний формою. Тіла, про які йде мова, мають властивості рідин і кристалів, а саме плинністю і анізотропією. В таких речовинах молекули розташовуються паралельно один одному, проте, між ними нефиксируемое відстань. Вони постійно рухаються, але орієнтацію міняти несхильні, тому постійно знаходяться в одному положенні.

Аморфні метали

Аморфні метали більше відомі звичайній людині під назвою металеві скла. Ще в 1940 році вчені заговорили про існування даних тел. Вже тоді стало відомо, що спеціально отримані вакуумним напиленням метали, не мали кристалічних решіток. І лише через 20 років було вироблено перше скло такого типу. Особливої уваги у вчених воно не викликало; і тільки через 10 років про нього заговорили американські і японські професіонали, а потім вже корейські і європейські. Аморфні метали відрізняються в'язкістю, достатньо високим рівнем міцності і стійкістю до корозії.