מוצקים: מאפיינים, מבנה, צפיפות ודוגמאות

התייחס מוצק לאלה חומרים שמסוגלים להרכיב את הגוף ויש לי נפח.מנוזלים וגזים, הם נבדלים ביניהם בצורתם.המוצקים לשמור את הצורה של הגוף בשל העובדה שהחלקיקים שלהם הם מסוגלים לנוע בחופשיות.הם נבדלים בצפיפות, הגמישות, מוליכות החשמלית שלהם וצבע.יש להם גם תכונות אחרות.לדוגמא, רוב החומרים אלה נמסו במהלך חימום, רכישת המדינה המצרפי הנוזלית.חלקם בחימום הפכו מייד לגז (נשגב).אבל יש גם את אלה שמתפרקים לחומרים אחרים.מוצקי סוגי

כל המוצקים חולקו לשתי קבוצות.

1. אמורפי, שבו החלקיקים הבודדים הם כאוטי.במילים אחרות, הם לא לנקות מבנה (שנקבע).המוצקים מסוגלים להמס במרווח טמפרטורה מסוים שנקבע.הנפוץ ביותר של אלה כוללים זכוכית ושרף.
2. קריסטל, אשר בתורו מחולק ל 4 סוגים: אטומי, מולקולרי, יוני, מתכתי.החלקיקים נמצאים רק בדפוס מסוים, כלומר נקודות הסריג.הגיאומטריה שלו בחומרים שונים יכולה להשתנות במידה רבה.

גבישים מוצקים אמורפי לגבור על במספרים.יש סוגי

של מוצקים גבישיים

כמעט בכל חומרים מוצקים מבנה גבישים.הם נבדלים במבנה שלהם.בגבישים שלהם באתרי סריג מכילים חלקיקים וכימיקלים שונים.זה בהתאם להם, והם קיבלו את שמם.לכל סוג יש רכוש אופייני:

• בסריג הגבישי אטומי של החלקיקים מוצקים מקושרים על ידי קשר קוולנטי.זה מכובד לעמידותו.בשל כך, יש לי חומרים כגון נקודת התכה גבוהה ונקודת רתיחה.סוג זה כולל קוורץ ויהלומים.
• באג"ח סריג מולקולרי בין החלקיקים מאופיין בחולשתה.חומרים מסוג זה מתאפיינים בקלות רותח ונמס.הם נבדלים תנודתיות שדרכו יש ריח מסוים.מוצקים אלה כוללים סוכר קרח.תנועה של מולקולות במוצקים מסוג זה מאופיין בפעילות שלהם.
• אתרי סריג הגבישי יוני חלקיקים מקביל חלופיים, מטען החשמלי חיובי ושלילי.הם מוחזקים על ידי משיכה אלקטרוסטטית.סוג זה של צורם קיים בבסיסים, מלחים, תחמוצות בסיסיות.חומרים מסוג זה רבים מסיס במים.בשל למדי קשר חזק בין היונים הם עקשן.כמעט לכולם יש אין ריח, כי הם מתאפיינים בתנודתיות שאינה.חומרים עם סריג יוני אינם מסוגלים להוליך חשמל, כי הרכב שלהם לא אלקטרונים חופשיים.דוגמא אופיינית למוצק יוני - מלח.כגון סריג הגבישי מעניק לו פריך.זאת בשל העובדה שכל אחד ממנה לקזז יכול לגרום ליוני כוחות דוחים.
• אתרי סריג הגביש המתכתיים נמצאים יונים רק כימיקלים בעלי מטען חשמלי חיוביים.ביניהם יש אלקטרונים חופשיים שדרכו אנרגיה תרמית וחשמלי לעבור גדול.זו הסיבה שכל כך מאפיין כל מתכות שונות כמו מוליכות.מושגי

  כלליים

מוצקים וחומרים - זה כמעט אותו הדבר.תנאים אלה התייחסו לאחד מארבעת מצבי צבירה.יש לי מוצקים צורה ואופי של תנועת אטומי התרמית יציבה.האחרון לעשות תנודות קטנות ליד עמדות שיווי המשקל.סעיף של מדע שחוקר את ההרכב ומבנה פנימי, הנקרא פיסיקה של מצב מוצק.ישנם אזורים חשובים אחרים של הידע המעורב בחומרים כאלה.השינוי בצורה תחת פעולות ותנועה חיצוניות הנקרא מכניקת מוצקים.

בשל מאפיינים שונים של מוצקים, הם כבר בשימוש במכשירים טכניים שונים, שנוצרו על ידי אדם.לרוב לשכב על מאפייני השימוש שלהם כגון קשיות, נפח, מסה, גמישות, גמישות ושבירות.מדע מודרני יכול לשמש, ואיכות אחרת של מוצקים שיכולים להתגלות רק במעבדה.

מה גבישי גבישי

- גוף מוצק מסודר בחלקיקי סדר מסוימים.לכל אחד יש מבנה כימי שלו.האטומים שלו יוצרים ערימה תקופתית תלת ממדים בשם סריג.יש לי מוצקי מבנה סימטריה שונה.המדינה הגבישי של מוצק נחשבת עמידה, כי יש לו כמות מינימאלית של אנרגיה פוטנציאלית.רוב מכריע

של חומרים מוצקים (טבעיים) מורכב ממספר גדול של גרגרים בודדים בכיוון אקראי (גבישים).חומרים אלו נקראים polycrystalline.אלה כוללים סגסוגות טכניות ומתכות, כמו גם הרבה סלעים.Monocrystalline נקרא גבישים יחידים טבעיים או סינטטיים.

רוב מוצקים אלה נוצרים מתוך השלב הנוזלי, המיוצג על ידי להמיס או פתרון.לפעמים, הם נגזרים ממצב גזים.תהליך זה ידוע בגיבוש.הודות להליך של טיפוח (סינתזה) של חומרים שונים המתקבלים באופן מסחרי התקדמות מדעית וטכנית.רוב הגבישים יש צורה טבעית בצורה של פאונים רגילים.הגדלים שלהם משתנים במידה רבה.אז, קוורץ הטבעי (גביש סלע) יכול לשקול עד מאות קילוגרמים, ויהלומים - עד כמה גרמים.

במוצקים אמורפיים, אטומים נמצאים בתנודה מתמדת נקודות סביב ממוקמות באופן אקראי.הם הצילו קצת סדר לטווח קצר, אבל לא לטווח ארוך.זאת, משום שהמולקולות שלהם מסודרים במרחק שניתן להשוות עם הגודל שלהם.הנפוץ ביותר בחיינו הדוגמא של מדינה מזוגגת כזה מוצק.לעתים קרובות מטופלים חומרים אמורפיים כנוזל אינסופי עם צמיגות.התגבשות הזמן היא לפעמים כל כך גדולה, שלא להתבטא.זה

מעל תכונות חומרים אלה הופכות אותם ייחודיות.מוצקים אמורפיים נחשבים לבלתי יציב, ככל שהזמן יכול ללכת למדינת גבישים.מולקולות

ואטומים שמרכיבים את מוצק, עמוסים בצפיפות גבוהה.הם כמעט לשמר את מעמדם היחסי ביחס לחלקיקים אחרים ומוחזקים יחד על ידי אינטראקציות מולקולאריים.המרחק בין המולקולות של מוצק בתחומים שונים של שם פרמטר הסריג הגבישי.מבנה החומר והסימטריה שלה להגדיר מספר המאפיינים, כגון דואר אזור, מחשוף ואופטיקה.כאשר נחשפו לכוח גדול מספיק מוצק, התכונות האלה עשויות להיות פחות או יותר הפר.בזה מוצק נותן בעיוות בלתי הפיכה.מוצקי אטומים

להתנדנד, אשר בשל החזקה של אנרגיה תרמית.מאז הם זניחים, הם יכולים להיות שנצפו רק בתנאי מעבדה.המבנה המולקולרי של מוצק מאוד משפיע על תכונותיו.מחקר

של מוצקי תכונות

, תכונותיהם של חומרים אלה, האיכות והתנועה של חלקיקים שלהם הם למדו על ידי סעיפים קטנים שונים של מדינת פיסיקה מוצקה.

משמש למחקר: ספקטרוסקופיה רדיו, ניתוח מבני באמצעות צילומי רנטגן ושיטות אחרות.אז ללמוד את התכונות מכאניות, פיזיות ותרמית של מוצקים.קשיות, התנגדות ללחץ, חוזק מתיחה, תמורות שלב לומדות מדע חומרים.זה במידה רבה חופף עם הפיזיקה של מוצקים.יש עוד מדע מודרני חשוב.מחקר של קיימים וסינתזת חומרים חדשים שנערך כימיה של מצב מוצק.

תכונות אופי

המוצקים של התנועה של האלקטרונים החיצוניים של האטומים מוצקים קובע רב של נכסיה, כגון חשמל.ישנם 5 סוגים של גופים אלה.הם נקבעים בהתאם לסוג של אטומים:

• יון, שמאפיינה העיקרי הוא כוח משיכה אלקטרוסטטית.התכונות שלו: השתקפות וקליטה של ​​אור אינפרא אדום באזור.בטמפרטורה נמוכה אג"ח יוני מאופיין מוליכות נמוכות.דוגמא לחומר כזה היא מלח נתרן של חומצה הידרוכלורית (NaCl).
• קוולנטי שבוצע על ידי זוג אלקטרונים, השייכת לשני אטומים.תקשורת כזו מחולקת ל: אחת (פשוט), כפולה ומשולשת.שמות אלה מצביעים על הנוכחות של זוגות של אלקטרונים (1, 2, 3).קשרים כפולים ומשולשים נקראים כפולות.יש חלוקה נוספת של הקבוצה.אז, בהתאם לחלוקת צפיפות אלקטרונים הוא קשר קוטבי ופולרי מבודד.הראשון נוצר על ידי אטומים שונים, והשני - את אותו הדבר.מצב מוצק כגון, דוגמאות מהם - יהלומים (C) וסיליקון (Si), מאופיינים בצפיפות שלה.רוב הגבישים מוצקים מתייחסים באופן ספציפי לקשר קוולנטי.
• מתכת נוצרה על ידי שילוב האלקטרונים הערכיות של האטומים.כתוצאה מכך, יש ענן אלקטרונים כולל, הנע בהשפעת מתח חשמלי.אג"ח המתכת נוצר כאשר אטומים ארוכים מליטה.כי הם יכולים לתרום אלקטרונים.רבים מתכות ותרכובות מורכבות של הקשר נוצרו מצב מוצק של חומר.דוגמאות: נתרן, בריום, אלומיניום, נחושת, זהב.בגלל התרכובות אל-מתכתיות הם הבאים: AlCr2, Ca2Cu, Cu5Zn8.חומרים עם מליטה מתכת (מתכות) הם מגוונים בתכונות פיזיות.הם עשויים להיות נוזליים (Hg), קלים (Na, K), קשה מאוד (W, NB).
• המולקולרי המתרחש בגבישים, אשר נוצרים על ידי מולקולות בודדות של החומר.הוא מאופיין על סדקים שבין מולקולות עם צפיפות אפס אלקטרונים.הכוחות המחייבים את האטומים בגבישים כאלה הם רבים.באותו המולקולות נמשכים לכל משיכה מולקולאריים חלשה אחרת.זו הסיבה שהקשר ביניהם נהרס בקלות על ידי חימום.הקשרים בין האטומים יקרסו הרבה יותר קשה.האג"ח המולקולרי מחולק לכיוון, פיזור ואינדוקציה.דוגמא לחומר כזה היא מתאן מוצק.מימן
• שמתרחש בין האטומים חיובי מקוטבים של המולקולה או חלק ממנה והחלקיקים הקטנים ביותר מקוטבים השלילי של מולקולה או חלק האחר.ניתן לייחס יחסים אלה קרח.מאפייני

של מוצקי

מה שאנחנו יודעים היום?מדענים כבר לומדים את המאפיינים של המצב המוצק של חומר.כאשר נחשף לשינויי טמפרטורה, וזה.המעבר של נוזלי הגוף שנקרא היתוך.הפיכתו של מוצקה למצב הגזים נקראת סובלימציה.על ידי הורדת הטמפרטורה של התגבשות של מוצק.חומרים מסוימים בהשפעת הקור הועבר לשלב אמורפי.תהליך זה נקרא מדעני vitrification.מעברי מופע

בלשנות את המבנה הפנימי של מוצקים.כדי הגדול ביותר זה רוכש את הטמפרטורה יורד.בלחץ אטמוספרי וטמפרטורה T & gt;0 על ידי כל חומר הקיים בטבע, לחזק.רק הליום, אשר הכרחי להתגבשות הלחץ של 24 אטמוספרות, הוא חריג לכלל זה.מצב מוצק

מעניק לו תכונות פיזיות שונות.הם מתארים את ההתנהגות הספציפית של גופים תחת ההשפעה של שדות וכוחות מסוימים.מאפיינים אלה מחולקים לקבוצות.יש 3 דרכים להשפיע, 3 הסוגים המתאימים של אנרגיה (מכאניים, תרמיים, אלקטרומגנטים).בהתאם לכך, יש 3 קבוצות שלהם תכונות פיזיות של מוצקים: תכונות מכאניות

• הקשורים ללחץ והמתח של גופים.קריטריונים אלו מחולקים למוצקים אלסטיים, rheological, כוח וטכנולוגיה.במנוחה גוף שומר על צורתו, אבל זה יכול להשתנות בהשפעת כוח חיצוני.באותו הזמן זה יכול להיות דפורמציה פלסטית (מראה ראשוני לא יוחזר), אלסטי (חוזר לצורתו המקורית) או הרסנית (כאשר סף מסוים דועך / אשמה).סקור מאמצים אלה מתארים moduli אלסטי.מוצק לא רק מתנגד דחיסה, מתח, אלא גם משמרות, פיתול וכיפוף.כוחו של גוף מוצק נקרא רכושו להתנגד להשמדה.
• התרמי בא לידי ביטוי בהשפעת שדות תרמית.אחד המאפיינים החשובים ביותר - את טמפרטורת ההתכה שבו הגוף עובר למצב נוזלי.הוא ציין במוצקים גבישיים.יש חומרים אמורפיים חום כמוס של היתוך, שהם מעבר למצב הנוזלי כאשר הטמפרטורה עולה בהדרגה.עם הגיע גוף אמורפי חום מסוים מאבד את גמישותו והופכת לגמישות.מדינת פירוש הדבר היא להשיג הטמפרטורה מעבר הזכוכית שלהם.כאשר מחומם, העיוות של הגוף המוצק.יתר על כן, הוא מתרחב לעתים קרובות.כמותית, מצב זה מאופיין על ידי גורם מסוים.טמפרטורת גוף משפיעה על התכונות מכאניות כגון נזילות, גמישות, קשיות ועמידות.
• אלקטרומגנטית הקשורים לחשיפה לmicroparticles וזרימה של גלים אלקטרומגנטיים של קשיחות גבוהה מוצקים.אלה כוללים מאסר על תנאי ומאפייני קרינה.מוצקי

  מבנה להקת

מסווגים ומבנה הלהקה שנקרא.לדוגמא, ביניהם להבחין: מנצחי

• , מאופיין בכך שהאזור של להקות הולכה וערכיות החפיפה.כך האלקטרונים יכולים לנוע ביניהם, מניבים את האנרגיה הקטנה ביותר.למנצחים כל המתכות.כאשר פונים לקבלת גוף כזה חשמל הפרש פוטנציאל שנוצר (הודות לתנועה החופשית של אלקטרונים בין הנקודות עם הפוטנציאל הנמוך ביותר וגבוה).
• חומרים דיאלקטריים אזורים שאינם חופף.המרווח ביניהם הוא יותר מ 4 eV.כדי לבצע אלקטרונים מהאזור הערכיות למתמשך צריכים יותר אנרגיה.בשל מאפיינים כגון חומרים דיאלקטריים כמעט שאינו מוליך.
• למחצה, המתאפיין בהעדר ההולכה והערכי.המרווח ביניהם הוא קטן יותר מאשר 4 eV.כדי להעביר אלקטרונים מהאזור הערכיות לצורך המתמשך פחות האנרגיה מאשר חומרים דיאלקטריים.הנוכחי רע טהור (מזוקקת ועצמו) מוליכים למחצה הוא עבר.תנועת

של מולקולות במוצקים, קובעת את תכונות האלקטרומגנטיות שלהם.מאפייני

אחרים

מחולקים והתכונות מגנטיות שלו.ישנן שלוש קבוצות: חומרי diamagnetic

החומר הקשה ביותר בטבע

מה הם?הצפיפות של מוצקים במידה רבה לקבוע הקשיות שלהם.בשנים האחרונות, מדענים גילו כמה חומרים המתיימרים להיות "הגוף עמיד ביותר."המוצק ביותר - פולר זה (מולקולות גביש של פולרן), שזה בערך פי 1.5 יותר מאשר יהלום.למרבה הצער, זה זמין כרגע רק בכמויות קטנות מאוד.

היום המוצק ביותר אשר לאחר מכן ניתן להשתמש בתעשייה - lonsdalite (יהלום משושה).זה 58% יותר מאשר יהלום.לונסדייל - שינוי allotropic של פחמן.הסריג הגבישי שלה דומה מאוד ליהלום.תא Lonsdaleite מכיל 4 האטומים, ויהלומים - 8. מגבישים בשימוש נרחב היום הוא היהלום בצורה הקשה ביותר.