Solids: egenskaper, struktur, tetthet og eksempler

Solid referert til de stoffer som er i stand til å danne legemet og som har et volum.Fra væsker og gasser, de utmerker seg ved sin form.De faste stoffene beholde kroppsform fordi partiklene ikke er i stand til å bevege seg fritt.De varierer i tetthet, plastisitet, elektriske ledningsevne og farge.De har også andre egenskaper.For eksempel er de fleste av disse stoffene smeltet under oppvarming, anskaffe flytende aggregattilstand.Noen av dem i varme straks forvandlet til gass (sublime).Men det finnes også de som brytes ned til andre stoffer.

Typer faste

Alle faste stoffer er delt inn i to grupper.

amorf, hvor de enkelte partiklene er kaotisk.Med andre ord, har de ikke klart (bestemt) struktur.Faststoffene er i stand til å smelte i en viss foreskrevet temperaturintervall.Den vanligste av disse inkluderer glass og harpiks.
Crystal, som igjen er delt inn i fire typer: atom, molekyl, ionisk, metallisk.Partiklene er plassert bare i et bestemt mønster, nemlig i krystallgitteret.Geometrien i forskjellige stoffer kan variere sterkt.

krystallinsk fast amorf råde over i tall.

typer krystallinske faste stoffer

I nesten alle faste stoffer har en krystallinsk struktur.De skiller seg i sin struktur.I deres krystallinske gitter nettsteder inneholder ulike partikler og kjemikalier.Det er i samsvar med dem, og de fikk navnene deres.Hver type er typisk for sine egenskaper:

i atomkrystallgitteret av de faste partikler er bundet med en kovalent binding.Det kjennetegnes for sin holdbarhet.På grunn av dette, vil slike stoffer som har et høyt smeltepunkt og kokepunkt.Denne typen inneholder kvarts og diamant.
I molekylgitter bindingen mellom partiklene er preget av sin svakhet.Stoffer av denne type er kjennetegnet ved enkel koking og smelting.De er kjennetegnet ved volatilitet grunn som har en viss lukt.Slike faste stoffer inkluderer is sukker.Bevegelse av molekyler i faste stoffer av denne type er karakterisert ved deres aktivitet.
De ioniske krystall gitter nettsider alternative tilsvarende partikler, ladet positivt og negativt.De blir holdt av elektrostatisk tiltrekning.Denne type gitter som finnes i alkalier, salter, basiske oksyder.Mange forbindelser av denne typen er vannløselige.På grunn av ganske sterkt bånd mellom ionene er ildfast.Nesten alle av dem har ingen lukt, fordi de er preget av ikke-volatilitet.Stoffer med ionisk gitteret ikke er i stand til å lede strøm som de inkluderer ingen frie elektroner.Et typisk eksempel på en ionisk solid - salt.En slik krystall gitter gir den sprø.Dette skyldes det faktum at hver av dens forskyvning kan føre frastøtende krefter ioner.I
metall krystall gitter steder bare tilstede ioner kjemikalier positivt ladet.Mellom dem er det frie elektroner gjennom som passerer fint termisk og elektrisk energi.Det er derfor noen forskjellige metaller slik funksjon som ledningsevne.

Generelle begrepene solide

faste stoffer og stoffer - det er nesten det samme.Disse vilkårene henvist til en av de fire delstatene aggregering.Faststoffer har en stabil form og karakter av den termiske bevegelse av atomene.Sistnevnte gjør små svingninger i nærheten likevektsposisjonene.Seksjon for vitenskapen som studerer komposisjon og indre struktur, kalt en solid-state fysikk.Det er andre viktige områder av kunnskap som er involvert i slike stoffer.Endringen i form under ytre handlinger og bevegelse kalt faststoffmekanikk.

Med ulike egenskapene til faste stoffer, de har blitt brukt i ulike tekniske innretninger, skapt av mennesket.Oftest ligger til grunn for deres bruk lå egenskaper slik som hardhet, volum, masse, elastisitet, duktilitet, sprøhet.Moderne vitenskap kan anvendes og andre kvaliteter av faste stoffer som kan påvises bare i laboratoriet.

Hva krystaller

krystaller - en solid kropp ordnet i en bestemt rekkefølge partikler.Hvert kjemisk har sin egen struktur.Dens atomer danne en tre-dimensjonal periodisk stabling kalt gitter.De faste stoffer har forskjellig symmetri struktur.Den krystallinske tilstand av den faste anses motstandsdyktig, fordi den har et minimum av potensiell energi.

aller fleste faste materialer (naturlig) består av et stort antall tilfeldig orienterte enkelte korn (krystallitter).Slike stoffer kalles polykrystallinsk.Disse inkluderer tekniske legeringer og metaller, samt mange steiner.Monokrystallinske kalt enkle naturlige eller syntetiske krystaller.

De fleste av disse faste stoffer er dannet av væskefasen, representert ved smelte eller løsning.Noen ganger er de som stammer fra en gassformet tilstand.Denne prosessen er kjent som krystallisering.Takk til vitenskapelige og tekniske utvikling av dyrkingsprosedyren (syntese) av ulike stoffer innhentet kommersielt.Mesteparten av krystallene har en naturlig form i form av regulære polyedre.Deres størrelser varierer mye.Så kan naturlig kvarts (bergkrystall) veie opptil flere hundre kilo, og diamanter - opptil flere gram.

I amorfe faste stoffer, atomer er i konstant svingninger rundt tilfeldig plassert poeng.De lagret noen kort rekkevidde orden, men ingen langtrekkende.Dette skyldes at molekylene er arrangert i en avstand som kan sammenlignes med deres størrelse.Den mest vanlig i våre liv eksempel på et slikt fast glassaktig tilstand.Amorfe stoffer blir ofte sett på som en uendelig væske med viskositet.Tid krystallisering er noen ganger så stor at den ikke vises i det hele tatt.Det

over egenskapene til disse stoffene gjør dem unike.Amorfe faste stoffer anses å være ustabile, som tiden kan gå til den krystallinske tilstand.

molekyler og atomer som utgjør solid, fullpakket med høy tetthet.De praktisk talt beholder sin relative posisjon i forhold til andre partikler og blir holdt sammen av intermolekylære interaksjoner.Avstanden mellom molekyler av et faststoff i ulike områder av krystallgitterparameter navnet.Strukturen av materie og dens symmetri definere en rekke egenskaper, så som e-sonen, spalting og optikk.Når de utsettes for solid tilstrekkelig stor kraft, kan disse egenskapene er mer eller mindre brutt.I denne solide gir varig deformasjon.

atomer faststoffer oscillerer, noe som skyldes besittelse av termisk energi.Siden de er ubetydelig, kan de bare observert under laboratorieforhold.Den molekylære strukturen til fast i stor grad påvirker dets egenskaper.

studie av faste stoffer

funksjonene, egenskapene til disse materialene, deres kvalitet og bevegelse av partikler blir studert av ulike undergrupper av faste stoffers fysikk.

brukt for studien: radio spektroskopi, strukturell analyse ved hjelp av røntgenbilder og andre metoder.Så studere de mekaniske, fysiske og termiske egenskaper faste stoffer.Hardhet, motstand mot stress, strekkfasthet, fasetransformasjoner som studerer materialvitenskap.Den overlapper i stor grad med fysikken til faste stoffer.Det er en annen viktig moderne vitenskap.En studie av eksisterende og syntetisere nye stoffer holdt solid state kjemi.

Funksjoner tørrstoff

natur bevegelse av de ytre elektroner fra atomene solid bestemmer mange av sine egenskaper, for eksempel elektrisk.Det er fem klasser av slike organer.De er satt i henhold til type av atomer:

Ion, de viktigste kjennetegn som er styrken av elektrostatisk tiltrekning.Dens funksjoner: refleksjon og absorpsjon av lys i det infrarøde området.Ved lav temperatur, ionisk binding er karakterisert ved lav ledningsevne.Et eksempel på et slikt materiale er natriumsaltet av saltsyre (NaCl).
Kovalent utføres av en elektronparet, som hører til begge atomer.Slik kommunikasjon er delt inn i: singel (enkel), en dobbel og en trippel.Disse navnene indikerer tilstedeværelse av par av elektroner (1, 2, 3).Dobbel og trippelbindinger kalles multipler.Det er en annen inndeling av gruppen.Så, avhengig av elektrontetthetsfordelingen er isolert polar og ikke-polar binding.Den første er dannet av forskjellige atomer, og den andre - den samme.Slike fast tilstand, eksempler på hvilke er - en diamant (C) og silisium (Si), karakterisert ved dens densitet.De fleste faste krystaller hører spesielt til den kovalente bindingen.
metall dannet ved å kombinere de valenselektroner av atomer.Som et resultat, er det en total elektron sky, som beveger seg under påvirkning av en elektrisk spenning.Metallet bindingen dannes når bindings atomer lang.At de er i stand til å donere elektroner.Mange metaller og komplekse forbindelser av bindingen dannet fast tilstand av materie.Eksempler: natrium, barium, aluminium, kobber, gull.På grunn av ikke-metalliske forbindelser er følgende: AlCr2, Ca2Cu, Cu5Zn8.Stoffer med metallbindinger (metaller) er mangfoldige i fysiske egenskaper.De kan være flytende (Hg), mild (Na, K), veldig hardt (W, Nb).
Molecular forekommer i krystaller som er dannet av individuelle molekyler av substansen.Den er karakterisert ved gapene mellom molekyler med null elektrontetthet.Kreftene som binder atomene i krystallene er betydelige.Samtidig molekylene er tiltrukket hverandre bare svake intermolekylære tiltrekning.Det er grunnen til at forbindelsen mellom dem blir lett ødelagt ved oppvarming.Forbindelsene mellom atomene kollapse mye vanskeligere.Den molekylære bond er delt i orientering, dispersjon og induksjon.Et eksempel på et slikt stoff er et fast stoff metan.
hydrogen som oppstår mellom de positivt polariserte atomer i molekylet eller deler derav, og negativt polarisert minste partikkel av et molekyl eller den andre delen.Disse relasjonene kan tilskrives is.

egenskapene til faste stoffer

Hva vet vi i dag?Forskere har studert egenskapene til fast tilstand av materie.Når de utsettes for temperaturendringer, og er det.Overgangen av kroppsvæsken som kalles smelting.Omformingen av fast til gassformet tilstand kalles sublimering.Etter hvert som temperaturen synker krystallisering av et fast stoff.Noen stoffer under påvirkning av den kalde overføres til amorf fase.Denne prosessen kalles forglassing forskere.

I faseoverganger endre den indre strukturen av faste stoffer.Den største ordren den får temperaturen senkes.Ved atmosfærisk trykk og en temperatur T & gt;0 Ved en hvilken som helst substans som finnes i naturen, stivne.Bare helium, som er nødvendig for krystallisering trykk på 24 atm, er et unntak fra denne regelen.

solid state gir den et forskjellige fysiske egenskaper.De beskriver den spesifikke atferden til organer under påvirkning av visse felt og krefter.Disse egenskapene er delt inn i grupper.Det er tre måter å påvirke, tilsvarende 3 typer energi (mekanisk, termisk, elektromagnetisk).Følgelig er det tre grupper av dem fysiske egenskapene til faste stoffer:

mekaniske egenskaper forbundet med stress og belastning av organer.Disse kriteriene er delt inn i faststoff elastisk, reologisk, styrke og teknologi.I hvile beholder en kropps sin form, men det kan variere under påvirkning av en ekstern kraft.Samtidig kan det være plastisk deformasjon (initial utseende vil ikke bli returnert), elastiske (tilbake til den opprinnelige form), eller ødeleggende (når en viss terskel henfall / skyld).Gjennomgå disse tiltakene beskrive elastiske moduler.Solid motstår ikke bare komprimering, spenning, men også turnus, vridning og bøying.Styrken i en solid kalle ham å motstå ødeleggelse av eiendom.
Termisk manifesteres under påvirkning av termiske felt.En av de viktigste egenskaper - smeltetemperatur ved hvilken legemet går over i flytende tilstand.Det er observert i krystallinske faste stoffer.Amorfe forbindelser en latent smeltevarme, da de går over til flytende tilstand når temperaturen stiger gradvis.Når du har nådd en viss varme amorf kroppen mister sin elastisitet og blir plastisitet.Denne tilstanden betyr å oppnå sine glassomvandlingstemperaturen.Ved oppvarming deformasjonen av det faste legeme.Videre ofte utvider det.Kvantitativt er denne tilstand karakterisert ved en viss faktor.Kroppstemperaturen påvirker de mekaniske egenskaper slik som fluiditet, fleksibilitet, hardhet og slitestyrke.
Elektro forbundet med eksponering for solide mikropartikler og flyt av elektromagnetiske bølger med høy stivhet.Disse inkluderer prøvetid og strålingsegenskaper.

bandet struktur

faste stoffer klassifisert og den såkalte båndstruktur.For eksempel, blant dem skjelne:

ledere, karakterisert ved at sonen av lednings valens og overlapper hverandre.Således elektronene kan bevege seg mellom dem, noe som ga den minste energi.For ledere er alle metaller.Ved søknad om et slikt organ dannet av den potensielle forskjellen elektrisk strøm (på grunn av den frie bevegelse av elektroner mellom punktene med lavest og høyt potensial).
dielectrics områder som ikke overlapper.Intervallet mellom dem er mer enn 4 eV.For å gjennomføre elektroner fra valenssonen til den pågående behov for mer energi.Takket være disse egenskapene Dielectrics praktisk talt ikke-ledende.
Halvledere, preget av fravær av overledning og valens.Intervallet mellom dem er mindre enn 4 eV.For overføring av elektroner fra valenssonen til den pågående trenger mindre energi enn dielektrika.Pure (ulegert og egen) halvledere dårlig strøm går.

bevegelse av molekyler i faste stoffer, bestemme deres elektromagnetiske egenskaper.

Andre egenskaper

Solids er delt og dens magnetiske egenskaper.Det er tre grupper:

diamagnetiske materialer hvis egenskaper avhenger litt på temperatur eller staten aggregering.
paramagnetisk resulterer orientering av lednings elektroner og magnetiske øyeblikk av atomene.Ifølge Curie, deres følsomhet avtar i forhold til temperaturen.Således, ved 300 K, er det 10-5.
Body med en ordnet magnetisk struktur som har langtrekkende orden av atomer.I nodene i gitteret er anordnet med jevne mellomrom partikler med magnetiske momenter.Disse faste stoffer og stoffer som ofte brukes i ulike sfærer av menneskelig aktivitet.

hardeste stoffet i naturen

Hva er de?Tettheten av faststoffer i stor grad bestemme deres hardhet.I de senere år har forskere oppdaget flere materialer som hevder å være "den mest holdbare kroppen."Mest solide - dette Fuller (krystall molekyler av Fulle), som er omtrent 1,5 ganger hardere enn diamant.Dessverre er det foreløpig kun tilgjengelig i svært små mengder.

dag mest solide som senere kan brukes i industrien - lonsdalite (sekskantet diamant).Det er 58% hardere enn diamant.Lonsdale - allotropiske modifikasjoner av karbon.Dens krystallgitteret er svært lik diamant.Lonsdaleite celle inneholder 4 atomer, og en diamant - 8. Av de mest brukte krystaller for i dag er det vanskeligste diamant.