Kietosios medžiagos: savybės, struktūra, tankis ir pavyzdžiai

Kietosios skambučių tokios medžiagos, kurios gali formuoti kūną ir turėti apimties. Skysčių ir dujų, jie išsiskiria savo formos. Kietosios medžiagos išlaikyti kūno formą dėl to, kad jų dalelės yra ne galėtų laisvai judėti. Jie skiriasi jų tankis, elastingumas, elektros laidumo ir spalvos. Jie taip pat turi ir kitų savybių. Pavyzdžiui, dauguma šių medžiagų ištirpsta šildymo metu, įgyti skystas bendrą būklę. Kai kurie iš jų, kai šildomas iš karto gasified (sublimacinė). Tačiau taip pat yra tie, kurie suskirstyti į kitas medžiagas.

Tipų kietųjų dalelių

Visi kietosios medžiagos skirstomos į dvi grupes.

1. Amorfinis, kuriame atskiros dalelės yra išdėstyti atsitiktine tvarka. Kitaip tariant, jie neturi aiškios (specifinės) struktūrą. Šie kietosios medžiagos gali būti išlydomas į tam tikrą nustatytą temperatūros intervalą. Dažniausiai iš šių įtraukti stiklas ir dervos.
2. Kristalai, kurie, savo ruožtu, yra suskirstytos į 4 tipų: atomų, molekulių, jonų, metalo. Dalelės yra tik tam tikrame modelis, būtent kristalinėje gardelėje. Jo geometrija įvairių medžiagų gali labai skirtis.

Kristalinės kietos medžiagos viršenybę amorfinis jų numerius.

Tipų kristalinių kietųjų dalelių

Praktiškai visi kietosios medžiagos turi kristalinę struktūrą. Jie skiriasi savo struktūra. Į jo kristalinių grotinės mazgai yra įvairių daleles ir cheminių medžiagų. Tai pagal juos, ir jie gavo savo vardus. Kiekvienas tipas turi specifinių savybių tai:

• Atominės kristalo kietosios dalelės susijęs kovalentine jungtimi. Jis išsiskiria savo jėga. Dėl to, tokios medžiagos turi aukštą lydymosi tašką ir virimo. Šis tipas yra kvarco ir deimantų.
• Į kristalinėje gardelėje molekulinės jungties tarp dalelių yra būdinga savo silpnumo. Medžiagos Šio tipo pasižymi lengvai lydymosi ir virimo. Jie pasižymi nepastovumu, dėl kurių turi tam tikrą kvapą. Šie kietosios medžiagos yra ledo, cukrus. Judesio iš molekulių, kietų šio tipo pasižymi jų veiklos.
• Joninis Tinklas kristalai mazguose pakaitomis atitinkamas dalelių imami teigiamai ir neigiamai. Jie valdo elektrostatinės traukos. Tai grotelių tipas egzistuoja šarmų, druskų, pagrindinių oksidų. Daug medžiagos Šio tipo yra lengvai tirpus vandenyje. Dėl gana stiprus jungtis tarp jonų yra ugniai atspari medžiaga. Beveik visi jie yra bekvapis, nes jie pasižymi ne kintamumas. Medžiagos, kurių joninio grotelių Negalinčio atlikti elektros srovę, kaip jų sudėtį nėra laisvų elektronų. Būdingas pavyzdys kietos jonų - druska. Toks Tinklas kristalai suteikia jai trapi. Taip yra dėl to, kad kuri nors iš jos pamainą gali sukelti jonų šlykštus jėgas.
• Metalinis Tinklas kristalai tik cheminių medžiagų jonai yra išlikę mazgų, teigiamo krūvio. Tarp jų yra laisvų elektronų, per kurią eina gerą šilumos ir elektros energiją. Štai kodėl bet metalai skiriasi funkcija, pavyzdžiui, laidumo.

Bendrosios sąvokos kietas

Kietųjų dalelių ir medžiagos - tai praktiškai tas pats dalykas. Šie terminai nurodyti vieną iš 4 narių sumavimo. Kietųjų medžiagų stabilią formą ir pobūdį, kad šilumos judėjimo atomų. Pastarasis padaryti mažus virpesius netoli pusiausvyros pozicijų. Mokslo šaka, susijusius su sudėties ir vidaus struktūros tyrimo, nurodyto kaip kietojo kūno fizikos. Yra ir kitų svarbių sričių žinių dalyvauja tokių medžiagų. kurias naudoja išorės poveikio ir judesio vadinamas mechanikos deformuojamų organų formą keičiasi.

Dėl skirtingų savybių kietųjų dalelių, jie buvo naudojami įvairių techninių įrenginių sukūrė žmogus. Dažniausiai jų naudojimo pagrindas buvo savybės, pavyzdžiui, kietumas, tūrio, masės, elastingumo, plastiškumas, trapumas. Šiuolaikinis mokslas gali būti naudojamas ir kitų savybių kietomis medžiagomis, kurios gali būti aptiktos tik laboratorijoje.

Kas yra kristalai

Kristalai - dedamas į tam tikra tvarka dalelių kieto kūno. Kiekvienas cheminis turi savo struktūrą. Jos įterptais atomais sudaro trijų matmenų periodinę krūvas, vadinamą grotelių. Kietosios medžiagos turi skirtingą struktūrą simetrija. Kietas kristalinės būklė yra stabili, nes jis turi minimalų kiekį potencinės energijos.

Dauguma kietų medžiagų (natūralių) susideda iš daugelio atsitiktinai orientuotų atskirų grūdų (kristalitų). Tokios medžiagos vadinamos polikristaliniai. Tai apima techninius lydiniai ir metalų, taip pat iš akmenų daug. Monokristalinio vadinamas natūralus arba sintetinis monokristalų.

Dauguma tokių kietų kūnų susidaro iš skystos fazės būklę, pateikti išlydyti ar sprendimas. Kartais jie yra kilę iš dujinės būsenos. Šis procesas vadinamas kristalizacija. Dėka mokslo ir technikos pažanga auginimo tvarka (sintezė) įvairių medžiagų gaminami pramoniniu mastu. Dauguma kristalų yra natūralus forma reguliariai polyhedron. Jų dydžiai labai skiriasi. Pavyzdžiui, natūralus kvarcinis (kalnų krištolas) gali sverti iki kelių šimtų kilogramų, o deimantai - iki kelių gramų.

Amorfinių kietųjų dalelių, atomai yra nuolat virpesių aplink atsitiktinai, esančių kiekis. Jie laikyti šiek tiek trumpojo nuotolio tvarką, bet ne ilgo nuotolio. Tai yra dėl to, kad jų molekulės yra išdėstyti tam tikru atstumu, kad gali būti, palyginti su jų dydžio. Dažniausiai mūsų gyvenimo pavyzdys yra kietas permatomi valstybė. Amorfinės medžiagos yra dažnai laikomas skystis su be galo dideliu klampumu. Kristalizacijos laikas yra kartais toks didelis, kad nerodoma.

Kad pirmiau savybės šių medžiagų padaryti juos unikalus. Amorfinės kietos medžiagos yra laikomos nestabili, nes per laiką gali eiti į kristalinę būseną.

Molekulės, atomai, iš būdas, apimantis a kieta supakuota su didelio tankio. Jie praktiškai išlaikyti savo santykinę padėtį atžvilgiu kitų dalelių ir vyksta kartu tarpmolekulinės sąveikos. Atstumas tarp kietos medžiagos molekulių skirtingomis kryptimis yra vadinamas kristalų gardelės parametras. Medžiagos ir jos simetrijos struktūra apibrėžti savybių, tokių kaip elektronų juosta, skilimo ir optika daugybę. Veikiamas kietų pakankamai didelių jėgų, šios savybės gali būti daugiau ar mažiau pažeidžiamos. Kai šios kietos gali būti keliamas paduodant liekamosios deformacijos.

Iš kietosios organų atomai svyruoti, kuris yra dėl to, turi šiluminės energijos. Kadangi jie yra nereikšminga, jie gali būti pastebėtas tik laboratorinėmis sąlygomis. Molekulinė struktūra kietųjų dalelių daugiausia įtakos savo savybes.

Kietų medžiagų tyrimas

Savybės šių medžiagų savybių, jų kokybė ir dalelių judesio tiriamas įvairių poskyrius kieto kūno.

Dėl studijų naudoti: radijo spektroskopijos, struktūrinė analizė, naudojant rentgeno spindulius ir kiti metodai. Taigi studijuoti mechaninis, fizinis ir šilumines savybes kietų. Kietumas, atsparumas stresas, atsparumas tempimui, fazinio virsmo studijuoja medžiagą. Tai didžia dalimi sutampa su kietųjų dalelių fizikos. Yra dar vienas svarbus šiuolaikinis mokslas. Studijuoti esamus ir sintezės turimas kietojo chemija naujų medžiagų.

Ypatybės kietosios medžiagos

Simbolis judesio išorės elektronų kietosios atomai nustato daugelis iš jo savybes, pavyzdžiui, elektra. Yra 5 klases tokių įstaigų. Jie nustatyti priklausomai nuo atomų rūšis:

• Joninio pagrindinė charakteristika, kuri yra elektrostatinis traukos jėga. Įsitikinti: refleksijos ir absorbcijos šviesos infraraudonųjų spindulių regione. Žemoje temperatūroje, joninė jungtis yra būdingas mažas elektrinis laidumas. Tokio iš medžiagos pavyzdys yra natrio druska druskos rūgšties (NaCl).
• Kovalentinis atliekami elektrono pora, kuri priklauso abiejų atomų sąskaita. Toks ryšys yra padalintas į: vieno (vieno), du kartus ir trigubas. Šie pavadinimai nurodyti elektronų porų (1, 2, 3) buvimą. Dvigubi ir trigubomis jungtimis yra vadinami kartotiniai. Yra dar viena iš grupės padalinys. Taip, priklausomai nuo elektronų tankio paskirstymo izoliuotos poliarinio ir nepolinio jungtimi. Pirmasis yra suformuotas skirtingų atomų, o antrasis - lygūs. Toks kietojo Medžiagos, kurių pavyzdžiai - deimantas (C) ir silicio (Si), pasižymi tankio. Dauguma kietosios kristalai yra tik kovalentinis ryšys.
• Metalo sudarytos derinant valentinės elektronų atomų. Kaip rezultatas, yra bendras elektronų debesis, kuris yra perkeltas pagal elektros įtampos įtakos. Metalo jungtis susidaro, kai kuro susiejimo atomai ilgio. Kad jie galėtų paaukoti elektronus. Daug metalai, kompleksiniais junginiais, šio jungtis susidaro kieto būvio materijos. Pavyzdžiai: natrio, bario, aliuminio, vario, aukso. Nemetalo junginiai yra taip: AlCr _2, Ca _2, Cu, Cu ₅ Zn _8. Medžiagos, kurių metalo klijavimui (metalų) yra įvairus fizikinių savybių. Jie gali būti skysčio (Hg), minkštas (Na, K), labai sunku (W, Nb).
• Molekulinė atsirandantis kristalai, kurie susidaro atskiros molekulių dalelių. Ji yra būdinga kiaurymėmis tarp molekulių, turinčių nulis elektronų tankio. Jėga, jungiančios atomai, esantys šių kristalai yra didelis. Tuo pačiu molekulės ir jos traukia vienas nuo kito tik silpnas tarpmolekulinės traukos. Štai kodėl tarp jų nuorodos yra lengvai sunaikinti šiluma. Skirtumai tarp atomų jungtys žlugti daug sunkiau. Molekulinė jungtis yra padalintas į orientacijos, dispersijos ir indukcija. Tokio iš kieto medžiagos pavyzdys yra metano.
• Vandenilis, kuri atsiranda tarp teigiamai oriantuotas atomų arba jų molekulių ir neigiamai poliarizuotų mažiausio dalelės molekulės ar kitų dalių. Šie santykiai gali būti priskirta ledo.

skelbimai kietosios medžiagos

Ką mes žinome šiandien? Mokslininkai jau seniai studijuoja kietojo medžiagų savybes. Kai veikiami temperatūra ir ją keisti. Iš kūno skysčio perėjimas yra vadinamas lydymosi. Iš kieto transformacija į dujinę būseną vadinamas sublimacija. Mažėjant temperatūrai įvyksta Solid kristalizaciją. Kai pagal šalčio, perkeliamas į amorfinės fazės įtakos medžiagos. Šis procesas vadinamas stiklėjimo mokslininkus.

Fazės perėjimų keičia vidinę struktūrą kietųjų dalelių. Didžiausias užsakymas ji įgyja temperatūra yra nuleista. Esant atmosferiniam slėgiui ir temperatūrai T> 0 K bet kokia medžiaga, egzistuoja gamtoje, sukietėti. Tik helis, kristalizacija, kurių būtina iš 24 atm slėgio, yra išimtis iš šios taisyklės.

Kietojo suteikia jai skirtingas fizines savybes. Jie apibūdina specifinę elgseną įstaigoms pagal tam tikrus laukus ir jėgų įtakos. Šios savybės yra suskirstyti į grupes. 3 Paskirstyti poveikio metodą, atitinkantį trijų tipų energijos (mechaninės, šiluminės, elektromagnetinio). Todėl jie egzistuoja trys grupes fizikinių savybių kietųjų dalelių:

• Mechaninės savybės, susiję su streso ir deformacijos įstaigų. Pagal šių kriterijų, kad kietosios dalelės būtų suskirstyti į elastinga, reologinių, stiprumo ir technologija. Likusi kūno išlaiko savo formą, tačiau ji gali būti pakeista išorinės jėgos. Šiuo atveju ji gali būti plastinės deformacijos (pradinis vaizdas negrąžinama), elastiniai (grįžta į pradinę formą) arba žalingos (kai tam tikra riba skyla / pertrauka). Peržiūrėti šios pastangos apibūdinti elastines pervesta i. Kietosios ne tik priešinasi suspaudimo, tempimas, bet taip pat pamainomis, sukimo ir lenkimo. standus kūnas jėga priešintis savo turtą sunaikino skambutį.
• Terminis pasireiškia pagal šiluminių laukų įtaka. Vienas iš svarbiausių savybių - lydymosi temperatūra, kuriai esant organizmas paverčia į skystą būseną. Ji yra stebimas kristalinių kietųjų dalelių. Amorfinės įstaigos turi slaptas karštis sintezės, kaip jų perėjimo į skystame būvyje, kai temperatūra yra pakelta palaipsniui. Patekęs tam tikrą šilumos amorfinio kūno praranda savo elastingumą ir tampa plastiškumas. Tai būsena reiškia, kad jų stiklėjimo temperatūra pasiekti. Kai šildymo įvyksta atsparia kėbulo deformacijos. Be to, ji dažnai plečiasi. Kiekybiškai, ši sąlyga yra būdingas tam tikras faktoriaus. Kūno temperatūra paveikia mechanines savybes, pavyzdžiui, takumas, plastiškumas, kietumas ir stiprumas.
• Elektromagnetinio susijęs su poveikio kietų mikrodalelių srautų ir elektromagnetinių bangų aukštos standumą. Tai apima lygtinio nuteisimo ir spinduliavimo savybes.

grupė struktūra

Kietos medžiagos klasifikuojamos ir vadinamoji grupė struktūra. Taigi, tarp jų išsiskiria:

• Laidininkai, besiskiriantis tuo, kad laidumo ir Valence juostos persidengia. Taigi elektronai gali judėti tarp jų, duoda mažiausią energiją. Konduktoriaus visi metalai. Kai elektros srovė susiformavo tokios potencialų skirtumas kūno (dėl laisvo judėjimo elektronų tarp taškų, kurių mažiausias ir didelį potencialą).
• Dielektrikai, kurie sritys nesutaptų. Tarpas tarp jų yra didesnis nei 4 eV. Atlikti elektronų iš valentinės reikalauti didelės energijos laidumo juostą. Dėl šių savybių dielektrikai praktiškai nelaidus.
• Puslaidininkiai, būdinga tai, kad iš laidumo ir valentinės juostų nebuvimo. Tarpas tarp jų yra mažesnis nei 4 eV. Perkelti elektronų iš valentinės į laidumo juostą, reikia mažiau energijos nei dielektrikų. Pure (nelegiruotojo ir savo funkcijų) puslaidininkiai prastai srovė praėjo.

Molekulinė judesį kietųjų dalelių sukelti savo elektromagnetinėmis savybėmis.

kitos savybės

Kietosios medžiagos yra skirstomos ir jų magnetinių savybių. Yra trys grupės:

• Diamagnetines savybės, kurios priklauso tiek nuo temperatūros arba sumavimo būklės.
• Paramagnetinis, atsirandančių dėl laidumo elektronų ir magnetinių momentų atomais, orientacijos. Pagal Curie jų jautrumo mažėja kaip temperatūra. Tokiu būdu, esant 300 K ji yra 10 ^-5.
• Magnetinio institucija, turinti užsakyta struktūra, turinti ilga tvarkiąsias atomų. Atsižvelgiant į grotelių mazgų yra periodiškai vykdomi daleles su magnetinių momentų. Šie kietosios medžiagos ir medžiagos, dažnai naudojami įvairių žmogaus veiklos sričių.

Sunkiausia medžiaga gamtoje

Kokie jie? kietosios medžiagos tankis iš esmės nustatyti jų kietumą. Pastaraisiais metais mokslininkai atrado keletą medžiagų, kurios teigia, kad yra "labiausiai tvirtos kūnas." Labiausiai kietas - tai fullerite (Kristalinis molekules su fulereno), kuris yra apie 1,5 karto sunkiau, nei deimantas. Deja, šiuo metu prieinama tik labai mažais kiekiais.

Iki šiol sunkiausia medžiaga, kuri vėliau gali būti naudojami pramonėje - lonsdalite (šešiakampiai deimantas). Jis yra 58% sunkiau, nei deimantų. Lonsdalite - alotropinė modifikacija anglies. Jo kristalo gardelė yra labai panašus į deimantą. Lonsdaleite ląstelių yra 4 atomus, bet deimantas - 8. Iš dažniausiai naudojami kristalai šiandien yra labiausiai deimantas.