Solid henvist til de stoffer, der er i stand til at danne kroppen og har en volumen.Fra væsker og gasser, udmærker de sig ved deres form.De faste stoffer bevarer formen af kroppen på grund af det faktum, at deres partikler er i stand til at bevæge sig frit.De adskiller sig i deres tætheder, plasticitet, elektrisk ledningsevne og farve.De har også andre egenskaber.For eksempel er de fleste af disse stoffer smeltes ved opvarmning, erhverve den flydende aggregattilstand.Nogle af dem i opvarmningen straks omdannes til gas (sublime).Men der er også dem, som nedbrydes til andre stoffer.
Typer faste stoffer
Alle faste stoffer blev inddelt i to grupper.
- amorft, hvor de enkelte partikler er kaotisk.Med andre ord, de ikke klart (bestemt) struktur.De faste stoffer er i stand til at smelte i en bestemt foreskrevne temperaturinterval.Den mest almindelige af disse omfatter glas og harpiks.
- Crystal, som igen er opdelt i 4 typer: atomare, molekylære, ioniske, metallic.Partiklerne ligger kun i et specifikt mønster, nemlig gitterpunkterne.Dens geometri i forskellige stoffer kan variere meget.
krystallinsk fast stof amorf forrang frem i antal.
typer af krystallinske faste stoffer
I næsten alle faste stoffer har en krystallinsk struktur.De adskiller sig i deres struktur.I deres krystalgitter sites indeholder forskellige partikler og kemikalier.Det er i overensstemmelse med dem, og de fik deres navne.Hver type har en karakteristisk egenskab:
- I atomare krystalgitter af de faste partikler er forbundet med en kovalent binding.Det udmærker sig ved dens holdbarhed.På grund af dette, disse stoffer har et højt smeltepunkt og kogepunkt.Denne type omfatter kvarts og diamanter.
- I molekylær gitter binding mellem partiklerne er kendetegnet ved sin svaghed.Stoffer af denne type er karakteriseret ved let kogning og smeltning.De adskiller volatilitet gennem som har en vis lugt.Sådanne faste stoffer inkluderer is sukker.Bevægelse af molekyler i faste stoffer af denne type er karakteriseret ved deres aktivitet.
- De ioniske krystal gitter sites alternative tilsvarende partikler, ladede positivt og negativt.De ejes af elektrostatisk tiltrækning.Denne type gitter findes i alkalier, salte, basiske oxider.Mange stoffer af denne type er vandopløselige.På grund af en ganske stærk binding mellem ionerne er refraktære.Næsten alle af dem har ingen lugt, fordi de er karakteriseret ved ikke-flygtighed.Stoffer med ioniske gitter ikke er i stand til at lede elektricitet, fordi deres sammensætning ingen frie elektroner.Et typisk eksempel på et ionisk fast stof - salt.En sådan krystalgitter giver det skørt.Dette skyldes det faktum, at hver af dets offset kan forårsage frastødende kræfter ioner.
- De metalliske krystal gitter websteder er kun til stede ioner kemikalier positivt ladet.Mellem dem der er frie elektroner hvorigennem en lang pasning termisk og elektrisk energi.Derfor er enhver forskellige metaller som funktion som ledningsevne.
Generelle begreber solide
faste stoffer og stoffer - det er næsten det samme.Disse vilkår er nævnt en af de fire stater på sammenlægning.Faststoffer har en stabil form og karakter af termisk bevægelse af atomerne.Sidstnævnte foretage små svingninger i nærheden af ligevægtsstillinger.Afdeling for videnskab, som studerer sammensætning og interne struktur, der kaldes en solid-state fysik.Der er andre vigtige områder af viden, der er involveret i disse stoffer.Ændringen i form under foranstaltninger udadtil og bevægelse kaldet solide mekanik.
På grund af forskellige egenskaber faste stoffer, er de blevet brugt i forskellige tekniske anordninger, skabt af mennesket.Oftest ligge på deres anvendelse egenskaber såsom hårdhed, volumen, masse, elasticitet, plasticitet og skørhed.Moderne videnskab kan anvendes, og andre kvaliteten af faste stoffer, som kan detekteres kun i laboratoriet.
Hvilke krystaller
krystaller - en solid krop arrangeret i en bestemt rækkefølge partikler.Hvert kemikalie har sin egen struktur.Dens atomer danner en tredimensional periodisk stabling kaldes gitter.De faste stoffer har forskellige symmetri struktur.Den krystallinske tilstand af det faste stof anses resistente, fordi den har en minimal mængde af potentiel energi.
Langt størstedelen af faste materialer (naturlige) består af et stort antal tilfældigt orienterede enkelte korn (krystallitter).Sådanne stoffer kaldes polykrystallinske.Disse omfatter tekniske legeringer og metaller, samt en masse sten.Monokrystallinske kaldte enkelt naturlige eller syntetiske krystaller.
fleste af disse faste stoffer er dannet ud af væskefasen ved smelte eller opløsning.Undertiden er de afledt af en gasformig tilstand.Denne proces er kendt som krystallisation.Takket være den videnskabelige og tekniske udvikling af dyrkningen procedure (syntese) af forskellige stoffer opnået kommercielt.De fleste af de krystaller har en naturlig form i form af regelmæssige polyedre.Deres størrelser varierer meget.Så kan naturlig kvarts (bjergkrystal) veje op til flere hundrede kilo, og diamanter - op til flere gram.
I amorfe faste stoffer, atomer er i konstant udsving omkring tilfældigt placeret point.De reddede nogle kortrækkende orden, men ingen langtrækkende.Dette skyldes, at deres molekyler er anbragt i en afstand, som kan sammenlignes med deres størrelse.Den mest almindelige i vores liv eksempel på en sådan fast glasagtig tilstand.Amorfe materialer er ofte behandlet som en uendelig væske med viskositet.Time krystallisation er undertiden så stor, som ikke manifesterer sig.Det
ovenfor egenskaber af disse stoffer gør dem unikke.Amorfe faste stoffer anses for at være ustabile, som tiden kan gå til den krystallinske tilstand.
molekyler og atomer, der udgør fast, pakket med høj tæthed.De praktisk bevarer deres relative position i forhold til andre partikler, og holdes sammen af intermolekylære interaktioner.Afstanden mellem molekyler af et fast stof i forskellige områder af krystalgitteret parameter navn.Strukturen af stof og dens symmetri definerer en række egenskaber, såsom e-zonen, spaltning og optik.Når de udsættes for faste tilstrækkelig stor kraft, kan disse egenskaber være mere eller mindre krænkes.I dette faste stof giver i permanent deformation.
atomer faste stoffer svinge, hvilket skyldes besiddelse af termisk energi.Da de er ubetydelige, kan de kun observeret under laboratorieforhold.Den molekylære struktur af fast høj grad påvirker dets egenskaber.
undersøgelse af faste stoffer
Egenskaber, egenskaber af disse materialer, deres kvalitet og bevægelse af partikler undersøgt af forskellige underafdelinger af Solid State Physics.
anvendt til undersøgelsen: radio spektroskopi, strukturel analyse ved hjælp af røntgenstråler og andre metoder.Så studere de mekaniske, fysiske og termiske egenskaber faste stoffer.Hårdhed, modstandsdygtighed over for stress, trækstyrke, fasetransformationer studerer materialevidenskab.Det overlapper i vid udstrækning med fysik faste stoffer.Der er en anden vigtig moderne videnskab.En undersøgelse af eksisterende og syntetisere nye stoffer holdt faststofkemi.
Features faste stoffer
karakter af bevægelsen af de ydre elektroner af atomer fast bestemmer mange af sine egenskaber, såsom elektrisk.Der er 5 klasser af sådanne organer.De er indstillet efter typen af atomer:
- Ion, hvis vigtigste kendetegn er den kraft af elektrostatisk tiltrækning.Dens funktioner: refleksion og absorption af lys i det infrarøde område.Ved lav temperatur ionbinding er karakteriseret ved lav ledningsevne.Et eksempel på et sådant stof er et natriumsalt af saltsyre (NaCl).
- Kovalent udføres af et elektronpar, som hører til begge atomer.En sådan kommunikation er opdelt i: single (enkel), dobbelt og tredobbelt.Disse navne indikerer tilstedeværelsen af elektronpar (1, 2, 3).Dobbelt og tredobbelt obligationer kaldes multipler.Der er en anden afdeling af gruppen.Så afhængigt af elektrontætheden fordeling er isoleret polære og upolære binding.Den første er dannet af forskellige atomer, og den anden - det samme.En sådan fast form, eksempler herpå er - en diamant (C) og silicium (Si), kendetegnet ved sin tæthed.De fleste faste krystaller specifikt vedrører den kovalente binding.
- metal fremstillet ved at kombinere valenselektronerne af atomer.Som et resultat, der i alt elektronsky, som bevæger sig under indflydelse af en elektrisk spænding.Metallet binding dannes, når limning atomer lange.At de er i stand til at donere elektroner.Mange metaller og komplekse forbindelser med bindingen dannede faste tilstandsform.Eksempler: natrium, barium, aluminium, kobber, guld.På grund af ikke-metalliske forbindelser er følgende: AlCr2, Ca2Cu, Cu5Zn8.Stoffer med en metal bonding (metaller) er mangfoldige i fysiske egenskaber.De kan være flydende (Hg), mild (Na, K), meget hårdt (W, Nb).
- Molecular forekommer i krystallerne, som dannes af individuelle molekyler af stoffet.Det er karakteriseret mellemrum mellem molekyler med nul elektrondensitet.De kræfter, der binder atomerne i disse krystaller er betydelige.På samme molekyler tiltrækkes til hinanden svag intermolekylær attraktion.Det er grunden til, at forbindelsen mellem dem er let ødelægges ved opvarmning.Forbindelserne mellem atomerne kollapse meget vanskeligere.Den molekylære binding er opdelt i orientering, dispersion og induktion.Et eksempel på et sådant stof er et fast methan.
- hydrogen, der opstår mellem de positivt polariserede atomer i molekylet eller en del deraf og negativt polariseret mindste partikel af et molekyle eller den anden side.Disse forbindelser kan tilskrives is.
egenskaber af faste stoffer
Hvad ved vi i dag?Forskere har studeret egenskaberne af den faste tilstand af stof.Når de udsættes for temperaturændringer, og det er.Overgangen af kropsvæske kaldes smeltning.Omdannelsen af fast til gasformig tilstand kaldes sublimering.Ved at sænke temperaturen af krystallisering af det faste stof.Nogle stoffer under indflydelse af den overføres til den amorfe fase koldt.Denne proces kaldes sintringszonerne forskere.
In faseovergange ændre den interne struktur af faste stoffer.Den største ordre det erhverver temperaturen sænkes.Ved atmosfærisk tryk og en temperatur T & gt;0 Ved ethvert stof findes i naturen, størkne.Kun helium, som er nødvendig for krystallisering tryk på 24 atm, er en undtagelse fra denne regel.
solid state giver det en forskellige fysiske egenskaber.De beskriver den specifikke adfærd organer under indflydelse af visse felter og kræfter.Disse egenskaber er opdelt i grupper.Der er 3 måder at påvirke, de tilsvarende 3 slags energi (mekanisk, termisk, elektromagnetisk).Derfor er der er 3 grupper af dem fysiske egenskaber af faste stoffer:
- mekaniske egenskaber knyttet til stress og belastning af organer.Disse kriterier er opdelt i faste stoffer elastisk, reologiske, styrke og teknik.I hvile et organ bevarer sin form, men den kan variere under indflydelse af en ydre kraft.Samtidig kan det være plastisk deformation (indledende udseende vil ikke blive returneret), elastiske (vender tilbage til den oprindelige form) eller destruktiv (når en vis tærskel henfalder / fejl).Gennemgå disse bestræbelser beskriver elastiske moduli.Solid ikke kun modstår kompression, spænding, men også flytter, vridning og bøjning.Styrken af et fast legeme kaldes sin ejendom til at modstå ødelæggelse.
- Thermal manifesteret under indflydelse af termiske områder.En af de vigtigste egenskaber - smeltetemperaturen, hvormed kroppen passerer ind i en flydende tilstand.Det er observeret i krystallinske faste stoffer.Amorfe stoffer har en latent smeltevarme, som de overgangen til flydende tilstand, når temperaturen stiger gradvist.Efter at have nået en vis varme amorf kroppen mister sin elasticitet og bliver plasticitet.Denne tilstand betyder at nå deres glasomdannelsestemperatur.Ved opvarmning deformation af det faste legeme.Desuden er det ofte udvider.Kvantitativt er denne tilstand karakteriseret ved en bestemt faktor.Kropstemperatur påvirke de mekaniske egenskaber, såsom flydeevne, fleksibilitet, hårdhed og holdbarhed.
- Elektromagnetisk forbundet med udsættelse for faste mikropartikler og strømmen af elektromagnetiske bølger med høj stivhed.Disse omfatter prøvetid og strålingsegenskaber.
band struktur
faste stoffer klassificeret og den såkaldte band struktur.For eksempel, blandt dem skelne:
- ledere, kendetegnet ved, at zonen af ledning og valens bånd overlapper hinanden.Således elektronerne kan bevæge sig mellem dem, hvilket giver den mindste energi.For lederne er alle metaller.Når de ansøger om et sådant organ til en potentiel forskel produceret elektricitet (takket være den frie bevægelighed af elektroner mellem punkterne med den laveste og stort potentiale).
- dielectrics områder, der ikke overlapper hinanden.Intervallet mellem dem er mere end 4 eV.At bære elektroner fra valens zone til den igangværende brug for mere energi.På grund af disse egenskaber dielektrika næsten ikke-ledende.
- Semiconductors, karakteriseret ved fravær af ledning og valens.Intervallet mellem dem er mindre end 4 eV.For at overføre elektroner fra valens zone til den løbende behov mindre energi end dielektrikum.Pure (ulegeret og egen) halvledere dårlig strøm ledes.
bevægelse af molekyler i faste stoffer, bestemme deres elektromagnetiske egenskaber.
Andre ejendomme
Tørstof er opdelt og dets magnetiske egenskaber.Der er tre grupper:
- diamagnetiske materialer hvis egenskaber afhænger lidt af temperaturen eller tilstanden af sammenlægning.
- paramagnetiske resulterer orientering ledningsforstyrrelser elektroner og magnetiske øjeblikke af atomerne.Ifølge Curie, deres følsomhed falder proportionalt med temperaturen.Således ved 300 K, er 10-5.
- krop bestilt magnetiske strukturer med langtrækkende orden af atomer.I knudepunkter i gitter periodisk arrangeret partikler med magnetiske momenter.Disse faste stoffer og stoffer, der ofte anvendes i forskellige områder af menneskelig aktivitet.
hårdeste stof i naturen
Hvad er de?Tætheden af faste stoffer i vid udstrækning bestemme deres hårdhed.I de senere år har forskere opdaget flere materialer, der hævder at være "den mest holdbare legeme."Mest solid - det Fuller (krystalmolekyler af fulleren), som er omkring 1,5 gange hårdere end diamant.Desværre er det i øjeblikket kun tilgængelig i ekstremt små mængder.
dag mest solide der efterfølgende kan anvendes i industrien - lonsdalite (sekskantet diamant).Det er 58% hårdere end diamant.Lonsdale - allotrop ændring af kulstof.Dens krystalgitter er meget lig diamant.Lonsdaleite celle indeholder 4 atomer og en diamant - 8. Fra krystaller udbredte i dag er den sværeste diamant.
