Padatan: sifat, struktur, kepadatan dan contoh

Padat disebut zat-zat yang mampu membentuk tubuh dan memiliki volume.Dari cairan dan gas, mereka dibedakan oleh bentuk mereka.Padatan mempertahankan bentuk tubuh karena fakta bahwa partikel mereka mampu bergerak bebas.Mereka berbeda dalam kepadatan mereka, plastisitas, daya hantar listrik dan warna.Mereka juga memiliki sifat-sifat lainnya.Sebagai contoh, sebagian besar zat ini meleleh selama pemanasan, memperoleh keadaan agregat cair.Beberapa dari mereka dalam pemanasan segera berubah menjadi gas (luhur).Tapi ada juga orang yang terurai menjadi zat lain.

Jenis padatan

Semua padat dibagi menjadi dua kelompok.

1. amorf, di mana partikel individu yang kacau.Dengan kata lain, mereka tidak jelas (ditentukan) struktur.Padatan dapat meleleh di interval suhu yang ditentukan tertentu.Yang paling umum ini termasuk kaca dan resin.
2. Crystal, yang pada gilirannya dibagi menjadi 4 jenis: atom, molekul, ion, logam.Partikel-partikel yang terletak hanya dalam pola tertentu, yaitu titik kisi.Geometri dalam zat yang berbeda dapat sangat bervariasi.

kristal padat amorf menang atas dalam jumlah.

jenis padatan kristal

Di hampir semua zat padat memiliki struktur kristal.Mereka berbeda dalam struktur mereka.Dalam kristal mereka situs kisi mengandung berbagai partikel dan bahan kimia.Hal ini sesuai dengan mereka, dan mereka mendapat nama mereka.Setiap jenis memiliki properti karakteristik:

• Dalam kisi kristal atom dari partikel padat dihubungkan oleh ikatan kovalen.Hal ini dibedakan untuk daya tahan.Karena ini, zat-zat tersebut memiliki titik leleh tinggi dan titik didih.Jenis ini termasuk kuarsa dan berlian.
• Dalam molekul kisi ikatan antara partikel ditandai dengan kelemahan.Zat jenis ini ditandai dengan kemudahan mendidih dan mencair.Mereka berbeda volatilitas melalui mana memiliki bau tertentu.Padatan tersebut meliputi gula es.Pergerakan molekul dalam padatan jenis ini ditandai dengan aktivitas mereka.
• Situs kisi kristal ionik partikel yang sesuai alternatif, bermuatan positif dan negatif.Mereka dipegang oleh tarik-menarik elektrostatik.Jenis grating ada di alkalis, garam, oksida dasar.Banyak zat semacam ini larut dalam air.Karena cukup ikatan yang kuat antara ion yang tahan api.Hampir semua dari mereka memiliki tidak berbau, karena mereka ditandai dengan non-volatilitas.Zat dengan kisi ionik tidak dapat menghantarkan listrik, karena komposisi mereka ada elektron bebas.Sebuah contoh khas dari sebuah ionik padat - garam.Seperti kisi kristal memberikan rapuh.Hal ini disebabkan fakta bahwa masing-masing offset dapat menyebabkan ion kekuatan menjijikkan.
• Situs kisi kristal logam yang hadir hanya ion kimia bermuatan positif.Di antara mereka ada elektron bebas di mana energi panas dan listrik lulus besar.Itu sebabnya setiap logam yang berbeda fitur seperti konduktivitas.Konsep

Jenderal padatan

padat dan zat - itu adalah hampir sama.Istilah-istilah ini disebut salah satu dari empat negara agregasi.Padatan memiliki bentuk stabil dan karakter gerak termal dari atom.Yang terakhir membuat osilasi kecil dekat posisi keseimbangan.Bagian dari ilmu yang mempelajari komposisi dan struktur internal, disebut fisika solid-state.Ada daerah-daerah penting lainnya dari pengetahuan yang terlibat dalam zat tersebut.Perubahan bentuk di bawah tindakan eksternal dan gerakan yang disebut mekanika padat.

Karena sifat yang berbeda dari padatan, mereka telah digunakan di berbagai perangkat teknis, diciptakan oleh manusia.Paling sering berbohong pada penggunaan sifat-sifat mereka seperti kekerasan, volume, massa, elastisitas, plastisitas dan kerapuhan.Ilmu pengetahuan modern dapat digunakan, dan kualitas lain dari padatan yang dapat dideteksi hanya di laboratorium.

Apa kristal

kristal - suatu benda padat diatur dalam partikel urutan tertentu.Setiap kimia memiliki struktur sendiri.Atom yang membentuk susun periodik tiga dimensi yang disebut kisi.Padatan memiliki struktur simetri yang berbeda.Negara kristal padat dianggap tahan, karena memiliki jumlah minimum energi potensial.Sebagian besar

bahan padat (alami) terdiri dari sejumlah besar berorientasi secara acak butir individu (kristal).Zat tersebut disebut polikristalin.Ini termasuk paduan teknis dan logam, serta banyak batu.Monocrystalline disebut kristal alami atau sintetis tunggal.

Sebagian besar padatan ini terbentuk dari fasa cair, diwakili oleh lelehan atau larutan.Kadang-kadang, mereka berasal dari keadaan gas.Proses ini dikenal sebagai kristalisasi.Berkat kemajuan ilmiah dan teknis prosedur budidaya (sintesis) dari berbagai zat yang diperoleh secara komersial.Sebagian besar kristal memiliki bentuk alami dalam bentuk polyhedra biasa.Ukuran mereka bervariasi.Jadi, kuarsa alami (batu kristal) dapat berat sampai ratusan kilogram, dan berlian - hingga beberapa gram.

Dalam padatan amorf, atom dalam konstan fluktuasi poin sekitar secara acak berada.Mereka menyelamatkan beberapa urutan jarak pendek, tetapi tidak ada jarak jauh.Hal ini karena molekul mereka diatur pada jarak yang dapat dibandingkan dengan ukuran mereka.Yang paling umum dalam contoh kehidupan kami seperti fase kaca padat.Bahan amorf sering diperlakukan sebagai cairan yang tak terbatas dengan viskositas.Waktu kristalisasi kadang-kadang begitu besar, yang tidak memanifestasikan dirinya.Ini

atas sifat zat ini membuat mereka unik.Padatan amorf dianggap tidak stabil, karena waktu dapat pergi ke negara kristal.

molekul dan atom yang membentuk solid, dikemas dengan kepadatan tinggi.Mereka praktis mempertahankan posisi relatif mereka terhadap partikel lain dan diselenggarakan bersama oleh interaksi antarmolekul.Jarak antara molekul yang solid dalam berbagai bidang kristal kisi nama parameter.Struktur materi dan simetri yang menentukan sejumlah properti, seperti e-zona, belahan dada dan optik.Bila terkena padat kekuatan cukup besar, kualitas ini mungkin lebih atau kurang dilanggar.Dalam hal ini padat memberikan deformasi permanen.

atom padatan berosilasi, yang karena kepemilikan energi panas.Karena mereka diabaikan, mereka dapat diamati hanya dalam kondisi laboratorium.Struktur molekul padat sangat mempengaruhi sifat-sifatnya.Penelitian

padatan Fitur

, sifat dari bahan tersebut, kualitas dan pergerakan partikel mereka yang dipelajari oleh berbagai subbagian dari Solid State Fisika.

digunakan untuk penelitian: spektroskopi radio, analisis struktur menggunakan sinar X dan metode lainnya.Jadi mempelajari sifat mekanik, fisik dan termal padatan.Kekerasan, ketahanan terhadap stres, kekuatan tarik, transformasi fase belajar ilmu material.Ini sebagian besar tumpang tindih dengan fisika zat padat.Ada ilmu pengetahuan modern lain yang penting.Sebuah studi yang ada dan mensintesis zat baru diadakan kimia solid state.

Fitur alam

padatan dari gerak elektron terluar atom padat menentukan banyak sifat-sifatnya, seperti listrik.Ada 5 kelas badan tersebut.Mereka diatur sesuai dengan jenis atom:

• Ion, yang ciri utama adalah gaya tarik-menarik elektrostatik.Fitur-fiturnya: refleksi dan penyerapan cahaya di wilayah inframerah.Pada suhu rendah ikatan ion ditandai dengan konduktivitas rendah.Contoh zat tersebut adalah garam natrium asam klorida (NaCl).
• kovalen dilakukan oleh pasangan elektron, yang milik kedua atom.Komunikasi seperti dibagi menjadi: tunggal (sederhana), dua dan tiga.Nama-nama ini menunjukkan adanya pasangan elektron (1, 2, 3).Obligasi dua dan tiga yang disebut kelipatan.Ada divisi lain dari grup.Jadi, tergantung pada distribusi kerapatan elektron ikatan polar dan nonpolar terisolasi.Yang pertama dibentuk oleh atom yang berbeda, dan yang kedua - sama.Solid state seperti, contoh yang - berlian (C) dan silikon (Si), ditandai dengan densitas.Kebanyakan kristal padat berhubungan khusus dengan ikatan kovalen.Logam
• dibentuk dengan menggabungkan elektron valensi atom.Akibatnya, ada total awan elektron, yang bergerak di bawah pengaruh tegangan listrik.Ikatan logam terbentuk ketika atom ikatan panjang.Bahwa mereka mampu menyumbangkan elektron.Banyak logam dan senyawa kompleks obligasi terbentuk solid state materi.Contoh: natrium, barium, aluminium, tembaga, emas.Karena senyawa non-logam adalah sebagai berikut: AlCr2, Ca2Cu, Cu5Zn8.Zat dengan ikatan logam (logam) yang beragam dalam sifat fisik.Mereka mungkin cair (Hg), ringan (Na, K), sangat keras (W, Nb).
• Molekuler terjadi di kristal, yang dibentuk oleh molekul individu dari substansi.Hal ini ditandai celah antara molekul dengan kerapatan elektron nol.Kekuatan yang mengikat atom dalam kristal tersebut cukup besar.Pada molekul yang sama tertarik satu sama tarik antarmolekul lain hanya lemah.Itulah mengapa hubungan antara mereka dengan mudah dihancurkan oleh pemanasan.Hubungan antara atom runtuh jauh lebih sulit.Ikatan molekul dibagi menjadi orientasi, dispersi dan induksi.Contoh zat tersebut adalah metana padat.
• hidrogen yang terjadi antara atom positif terpolarisasi dari molekul atau bagian daripadanya dan terpolarisasi negatif partikel terkecil dari suatu molekul atau bagian lainnya.Hubungan ini dapat dikaitkan es.

sifat padatan

Apa yang kita ketahui saat ini?Para ilmuwan telah mempelajari sifat-sifat dari keadaan padat materi.Ketika terkena perubahan suhu, dan itu.Transisi dari cairan tubuh disebut mencair.Transformasi padat menjadi gas disebut sublimasi.Dengan menurunkan suhu kristalisasi dari padat.Beberapa zat di bawah pengaruh dingin ditransfer ke fase amorf.Proses ini disebut para ilmuwan vitrifikasi.Fase

Dalam transisi mengubah struktur internal padatan.Urutan terbesar itu memperoleh suhu diturunkan.Pada tekanan atmosfer dan suhu T & gt;0 Dengan zat yang ada di alam, memperkuat.Hanya helium, yang diperlukan untuk tekanan kristalisasi 24 atm, merupakan pengecualian untuk aturan ini.

solid state memberikan sifat fisik yang berbeda.Mereka menggambarkan perilaku spesifik tubuh di bawah pengaruh bidang dan kekuatan tertentu.Properti ini dibagi menjadi kelompok-kelompok.Ada 3 cara untuk mempengaruhi, sesuai 3 jenis energi (mekanik, termal, elektromagnetik).Dengan demikian, ada 3 kelompok dari mereka sifat fisik padatan: sifat mekanik

• terkait dengan stres dan ketegangan tubuh.Kriteria ini dibagi menjadi padat elastis, rheologi, kekuatan dan teknologi.Pada saat istirahat tubuh mempertahankan bentuknya, tetapi dapat bervariasi di bawah pengaruh kekuatan eksternal.Pada saat yang sama dapat deformasi plastik (tampilan awal tidak akan dikembalikan), elastis (kembali ke bentuk aslinya) atau merusak (ketika ambang tertentu meluruh / kesalahan).Tinjau upaya ini menggambarkan modulus elastisitas.Padat tidak hanya menolak kompresi, ketegangan, tetapi juga bergeser, torsi dan lentur.Kekuatan suatu benda padat disebut hartanya untuk melawan kehancuran.
• Thermal diwujudkan di bawah pengaruh bidang termal.Salah satu sifat yang paling penting - suhu leleh di mana tubuh masuk ke dalam keadaan cair.Hal ini diamati dalam padatan kristal.Zat amorf memiliki panas laten fusi, karena mereka transisi ke keadaan cair ketika suhu naik secara bertahap.Setelah mencapai tubuh amorf panas tertentu kehilangan elastisitasnya dan menjadi plastisitas.Negara ini berarti mencapai suhu transisi kaca mereka.Ketika dipanaskan, deformasi tubuh padat.Selain itu, sering mengembang.Kuantitatif, kondisi ini ditandai dengan faktor tertentu.Suhu tubuh mempengaruhi sifat mekanik seperti fluiditas, fleksibilitas, kekerasan dan daya tahan.
• elektromagnetik yang berhubungan dengan paparan mikropartikel padat dan aliran gelombang elektromagnetik dari kekakuan tinggi.Ini termasuk masa percobaan dan sifat radiasi.Struktur pita

padatan diklasifikasikan dan disebut struktur pita.Misalnya, di antara mereka membedakan:

• konduktor, dicirikan bahwa zona konduksi dan valensi band tumpang tindih.Sehingga elektron dapat bergerak di antara mereka, yang menghasilkan energi terkecil.Untuk konduktor semua logam.Ketika melamar tubuh seperti untuk listrik perbedaan potensial dihasilkan (berkat pergerakan bebas elektron antara titik-titik dengan potensi terendah dan tinggi).
• dielektrik daerah yang tidak tumpang tindih.Interval antara mereka adalah lebih dari 4 eV.Untuk membawa elektron dari zona valensi ke berkelanjutan membutuhkan lebih banyak energi.Karena sifat seperti dielektrik hampir non-konduktif.
• Semikonduktor, ditandai dengan tidak adanya konduksi dan valensi.Interval antara mereka lebih kecil dari 4 eV.Untuk mentransfer elektron dari zona valensi untuk kebutuhan yang sedang berlangsung energi kurang dari dielektrik.Murni (unalloyed dan sendiri) semikonduktor saat buruk dilewatkan.Gerakan

molekul dalam padatan, menentukan sifat elektromagnetik mereka.Sifat

lain

Padat dibagi dan sifat magnetik.Ada tiga kelompok:

• bahan diamagnetik yang sifat tergantung sedikit pada suhu atau keadaan agregasi.
• paramagnetik mengakibatkan orientasi elektron konduksi dan momen magnetik dari atom.Menurut Curie, sensitivitas mereka menurun sebanding dengan suhu.Dengan demikian, pada 300 K, itu adalah 10-5.
• tubuh memerintahkan struktur magnetik dengan pesanan jarak jauh dari atom.Dalam node kisi secara periodik diatur partikel dengan momen magnetik.Ini padat dan zat sering digunakan dalam berbagai bidang aktivitas manusia.

substansi yang paling sulit di alam

Apa itu?Kepadatan padatan sangat menentukan kekerasan mereka.Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah menemukan beberapa bahan yang mengklaim sebagai "tubuh yang paling tahan lama."Yang paling padat - Fuller ini (molekul kristal Fullerene), yaitu sekitar 1,5 kali lebih keras dari berlian.Sayangnya, saat ini hanya tersedia dalam jumlah yang sangat kecil.

Hari ini paling padat yang selanjutnya dapat digunakan dalam industri - lonsdalite (berlian heksagonal).Ini adalah 58% lebih keras dari berlian.Lonsdale - modifikasi allotropic karbon.Kisi kristal sangat mirip dengan berlian.Sel Lonsdaleite mengandung 4 atom, dan berlian - 8. Dari kristal banyak digunakan saat ini adalah berlian yang paling sulit.