Fasta ämnen: egenskaper, struktur, densitet och exempel

Solid hänvisas till de ämnen som kan bilda kroppen och har en volym.Från vätskor och gaser, de särskiljas i form.De fasta materialen bibehåller kroppsform, eftersom partiklarna inte är i stånd att röra sig fritt.De skiljer sig i deras densiteter, plasticitet, elektrisk ledningsförmåga och färg.De har också andra egenskaper.Till exempel, de flesta av dessa substanser smältes under upphettning, förvärva flytande aggregationstillstånd.Några av dem i värme omedelbart omvandlas till gas (sublim).Men det finns också de som sönderfaller till andra ämnen.

Typer fastämnen

Alla fasta ämnen är indelade i två grupper.

1. amorf, i vilken de individuella partiklarna är kaotisk.Med andra ord, de inte rensa (bestämd) struktur.De fasta substanserna kan smälta i ett visst föreskrivet temperaturintervall.Den vanligaste av dessa inkluderar glas och harts.
2. Crystal, som i sin tur är indelade i 4 typer: atom, molekylärt, joniska, metalliskt.Partiklarna är belägna endast i ett visst mönster, nämligen i kristallgittret.Sin geometri i olika ämnen kan variera kraftigt.

kristallint fast amorf företräde framför i siffror.

typer av kristallina fasta ämnen

i nästan alla fasta ämnen har en kristallin struktur.De skiljer sig i sin struktur.I sitt kristallina gitter innehålla olika partiklar och kemikalier.Det är i enlighet med dem, och de fick sina namn.Varje typ är typiska för hans egenskaper:

• I atomkristallgitter av de fasta partiklarna är förenade genom en kovalent bindning.Det utmärker sig för sin hållbarhet.På grund av detta, sådana ämnen har en hög smältpunkt och kokpunkt.Denna typ omfattar kvarts och diamant.
• i molekylär galler bindning mellan partiklarna kännetecknas av sin svaghet.Substanser av denna typ kännetecknas av enkel kokning och smältning.De kännetecknas av flyktighet, på grund av vilka har en viss lukt.Sådana fasta ämnen innefattar is socker.Rörelse av molekyler i fasta ämnen av denna typ kännetecknas av sin aktivitet.
• De joniska kristallgitter platser alternativa motsvarande partiklar, laddade positivt och negativt.De innehas av elektrostatisk attraktion.Denna typ av galler finns i alkalier, salter, basiska oxider.Många substanser av detta slag är vattenlösliga.På grund av en ganska stark bindning mellan jonerna är eldfast.Nästan alla av dem har ingen lukt, eftersom de kännetecknas av icke-flyktighet.Ämnen med jonisk gitter inte att leda elektricitet som de inte innehåller några fria elektroner.Ett typiskt exempel på ett joniskt fast ämne - saltet.En sådan kristallgitter ger spröda.Detta beror på det faktum att var och en av dess förskjutning kan orsaka repulsiva krafter joner.I
• metall kristallgitterställen närvarande endast joner kemikalier positivt laddad.Mellan dem finns fria elektroner genom vilka passerar fina termisk och elektrisk energi.Det är därför alla olika metaller sådan funktion som ledningsförmåga.

allmänna begreppen fasta

fastämnen och ämnen - det är nästan samma.Dessa termer avses en av de fyra aggregationstillstånd.Fasta ämnen har en stabil form och karaktär av den termiska rörelsen hos atomer.Den senare gör små svängningar i närheten av jämviktslägen.Sektionen för vetenskap som studerar komposition och inre struktur, en så kallad fasta tillståndets fysik.Det finns andra viktiga kunskapsområden deltar i sådana ämnen.Förändringen i form under externa åtgärder och rörelse som kallas hållfasthetslära.

Med olika egenskaper hos fasta ämnen, har de använts i olika tekniska anordningar, skapade av människan.Oftast ligger till grund för deras användning låg egenskaper såsom hårdhet, volym, massa, elasticitet, formbarhet, sprödhet.Modern vetenskap kan användas och andra kvaliteter av fastämnen som kan detekteras enbart i laboratoriet.

Vad kristaller

kristaller - en fast kropp anordnad i en viss ordning partiklar.Varje kemikalie har sin egen struktur.Dess atomer bildar en tredimensionell periodisk stapling kallas gitter.De fasta materialen har olika symmetri struktur.Det kristallina tillståndet i det fasta materialet anses resistenta, eftersom den har en minimal mängd av potentiell energi.

stora majoriteten av fasta material (naturliga) består av ett stort antal slumpmässigt orienterade individuella korn (kristalliter).Sådana substanser kallas polykristallina.Dessa inkluderar tekniska legeringar och metaller, liksom många stenar.Monokristallina kallade enkla naturliga eller syntetiska kristaller.

De flesta av dessa fastämnen bildas ur den flytande fasen, representerad av smälta eller lösning.Ibland är de härledda från ett gasformigt tillstånd.Denna process är känd såsom kristallisation.Tack vare den vetenskapliga och tekniska utvecklingen av odlingsförfarandet (syntes) av olika ämnen som erhållits kommersiellt.De flesta av kristallerna har en naturlig form i form av regelbundna polyhedra.Deras storlek varierar kraftigt.Så, kan naturlig kvarts (bergkristall) väga upp till hundratals kilo, och diamanter - upp till flera gram.

I amorfa fasta ämnen, atomer är i ständig variation runt slumpmässigt placerade punkter.De sparade kortdistans ordning, men ingen lång räckvidd.Detta beror på att deras molekyler är anordnade på ett avstånd som kan jämföras med deras storlek.Den vanligaste i våra liv exempel på en sådan fast glasartat tillstånd.Amorfa ämnen betraktas ofta som en oändlig vätska med viskositet.Tid kristallisa är ibland så stor att den inte visas alls.Det

ovan egenskaperna hos dessa ämnen gör dem unika.Amorfa fasta substanser anses vara instabil, eftersom tiden kan gå till det kristallina tillståndet.

molekyler och atomer som utgör fast, packade med hög densitet.De behåller nästan deras relativa position i förhållande till andra partiklar och hålls samman av intermolekylära interaktioner.Avståndet mellan molekylerna i ett fastämne i olika områden av kristallgittret parameternamnet.Strukturen av materia och dess symmetri fastställa ett antal egenskaper, såsom e-zon, klyvning och optik.När de utsätts för fast tillräckligt stor kraft, kan dessa egenskaper vara mer eller mindre brutit.I denna fasta substans kan stå i permanent deformation.

atoms fastämnen oscillera, vilket beror på innehav av termisk energi.Eftersom de är försumbara, kan de observeras endast under laboratoriebetingelser.Den molekylära strukturen av fast kraftigt påverkar dess egenskaper.

studie av fasta

funktioner, egenskaperna hos dessa material, deras kvalitet och rörelse av partiklar studeras av olika underavdelningar av fasta tillståndets fysik.

användes för studien: radio spektroskopi, strukturanalys med hjälp av röntgen och andra metoder.Så studera de mekaniska, fysikaliska och termiska egenskaper hos fasta material.Hårdhet, stresstålighet, draghållfasthet, fasomvandlingar studerar materialvetenskap.Den överlappar till stor del med fysiken av fasta ämnen.Det finns en annan viktig modern vetenskap.En studie av befintliga och syntetisera nya ämnen höll fasta tillståndets kemi.

Funktioner fasta ämnen

karaktär av rörelsen av de yttre elektroner atomer fast bestämmer många av dess egenskaper, såsom elektriska.Det finns fem klasser av sådana organ.De är inställda beroende på vilken typ av atomer:

• Ion, främst kännetecknas av som är kraften av elektrostatisk attraktion.Dess funktioner: reflektion och absorption av ljus i det infraröda området.Vid låg temperatur jonbindning kännetecknas av låg konduktivitet.Ett exempel på ett sådant material är natriumsaltet av klorvätesyra (NaCl).
• Kovalent utförs av en elektronparet, som hör till de båda atomer.Sådan kommunikation är uppdelad i: enkel (enkel), en dubbel och en trippel.Dessa namn indikerar närvaron av elektronpar (1, 2, 3).Dubbel- och trippelbindningar kallas multiplar.Det finns en annan uppdelning av koncernen.Så är isolerad polär och icke-polär bindning beroende på distributionselektrondensitet.Den första är bildad av olika atomer, och den andra - samma.Sådan fast tillstånd, exempel på vilka är - en diamant (C) och kisel (Si), som kännetecknas av dess densitet.De flesta fasta kristaller hör specifikt till kovalent bindning.
• metaller som formats genom att kombinera valenselektroner av atomer.Som ett resultat finns det en total elektronmoln, som rör sig under inverkan av en elektrisk spänning.Metallbindning bildas när bindningsatomer lång.Att de har möjlighet att donera elektroner.Många metaller och komplexa föreningar av obligationen bildade fasta tillstånd av materia.Exempel: natrium, barium, aluminium, koppar, guld.På grund av icke-metalliska föreningar är följande: AlCr2, Ca2Cu, Cu5Zn8.Ämnen med metalliska obligationer (metaller) är olika i fysikaliska egenskaper.De kan vara flytande (Hg), lätt (Na, K), mycket hårt (W, Nb).
• Molekylär inträffar i kristaller som bildas av individuella molekyler av ämnet.Det kännetecknas av gapen mellan molekyler med noll elektrondensitet.De krafter som binder atomerna i kristallerna är betydande.På samma molekyler dras till varandra endast svaga intermolekylära attraktionen.Det är därför som förbindelsen mellan dem är lätt förstörs genom upphettning.Anslutningarna mellan atomerna kollapsar mycket svårare.Molekyl bindningen är uppdelad i orientering, dispersion och induktion.Ett exempel på ett sådant ämne är ett fast metan.
• väte som uppstår mellan de positivt polariserade atomerna i molekylen eller en del därav och negativt polarise minsta partikeln av en molekyl eller den andra delen.Dessa relationer kan tillskrivas is.

egenskaper av fasta ämnen

Vad vet vi idag?Forskare har studerat egenskaperna hos det fasta tillståndet av materia.När de utsätts för temperaturförändringar, och det är.Övergången av kroppsvätskan som kallas smältning.Omvandlingen av fast till det gasformiga tillståndet kallas sublimering.När temperaturen minskar kristallisering av ett fast ämne.Vissa ämnen under inverkan av det kalla överförs till den amorfa fasen.Denna process kallas förglasningslösningar forskare.

In fasövergångar ändra den interna strukturen av fasta ämnen.Den största ordern det förvärvar temperaturen sänks.Vid atmosfärstryck och en temperatur T & gt;0 Genom att varje ämne som finns i naturen, stelna.Endast helium, vilket är nödvändigt för kristallisationstryck av 24 atm, är ett undantag från denna regel.

fast tillstånd ger den en olika fysikaliska egenskaper.De beskriver det specifikt beteende av organ under inflytande av vissa fält och krafter.Dessa egenskaper är indelade i grupper.Det finns 3 sätt att påverka, motsvarande 3 typer av energi (mekanisk, termisk, elektromagnetisk).Följaktligen finns det tre grupper av dem fysikaliska egenskaper hos fasta ämnen:

• mekaniska egenskaper som är associerade med stress och påfrestningar av organ.Dessa kriterier är indelade i fasta ämnen elastisk, reologiska, styrka och teknik.I vila en kropp behåller sin form, men det kan variera under inverkan av en yttre kraft.Samtidigt kan det vara plastisk deformation (inledande utseende kommer inte att returneras), elastiska (återgår till den ursprungliga formen) eller destruktiv (när en viss tröskel avklingar / fel).Granska dessa ansträngningar beskriver elastiska moduler.Fast motstår inte bara komprimering, spänning, men också skiftar, vridning och böjning.Styrkan av en fast kalla honom att motstå förstörelse av egendom.
• Thermal manifesteras under inflytande av termiska fält.En av de viktigaste egenskaperna - smälttemperaturen, vid vilken kroppen passerar in i ett flytande tillstånd.Det har observerats i kristallina fasta material.Amorfa substanser har en latent smältvärme, eftersom de går över till flytande tillstånd när temperaturen stiger gradvis.Vid ankomsten till en viss värme amorf kropp förlorar sin elasticitet och blir plasticitet.Detta tillstånd innebär att uppnå deras glastemperatur.Vid upphettning, deformationen av den fasta kroppen.Dessutom ofta expanderar den.Kvantitativt är detta tillstånd som kännetecknas av en viss faktor.Kroppstemperaturen påverkar de mekaniska egenskaperna såsom fluiditet, flexibilitet, hårdhet och hållbarhet.
• Elektro samband med exponering för fasta mikropartiklar och flödet av elektromagnetiska vågor med hög styvhet.Dessa inkluderar skyddstillsyn och strålningsegenskaper.

bandstruktur

fastämnen klassificerade och den så kallade bandstruktur.Till exempel bland dem urskilja:

• ledare, kännetecknad av att zonen för överledning och valens överlappning.Sålunda elektronerna kan röra sig mellan dem, vilket ger den minsta energin.För ledarna är alla metaller.När du ansöker om ett sådant organ som bildas av potentialskillnaden elektrisk ström (på grund av den fria rörligheten för elektroner mellan punkter med den lägsta och hög potential).
• Dielectrics områden som inte överlappar varandra.Intervallet mellan dem är mer än 4 eV.För att genomföra elektroner från valens zonen till den pågående behöver mer energi.Tack vare dessa egenskaper dielektrikum praktiskt taget icke-ledande.
• Semiconductors, som kännetecknas av frånvaron av lednings och valens.Intervallet mellan dem är mindre än 4 eV.För överföring av elektroner från valenszonen till den pågående behöver mindre energi än dielektrikum.Ren (olegerat och egen) halvledare dålig ström leds.

förflyttning av molekyler i fasta kroppar, bestämma deras elektromagnetiska egenskaper.

Andra egenskaper

Solids delas och dess magnetiska egenskaper.Det finns tre grupper:

• diamagnetiska material vars egenskaper beror lite på temperaturen eller aggregationstillstånd.
• pararesulterande orienteringen av ledningselektroner och magnetiska moment av atomerna.Enligt Curie, minskar deras känslighet i förhållande till temperaturen.Således, vid 300 K, är det 10-5.
• Body med en ordnad magnetisk struktur med långväga ordning atomer.I noderna i gallret periodiskt arrangerade partiklar med magnetiska moment.Dessa fasta ämnen och ämnen som ofta används i olika områden av mänsklig verksamhet.

hårdaste ämne i naturen

Vilka är de?Densiteten av fasta ämnen bestämmer i hög grad deras hårdhet.Under de senaste åren har forskare upptäckt flera material som påstår sig vara "den mest hållbara kroppen."Mest solida - denna Fuller (kristallmolekylerna i fulleren), vilket är ungefär 1,5 gånger hårdare än diamant.Tyvärr är det för närvarande endast tillgänglig i extremt små mängder.

Idag mest solida som senare kan användas i branschen - lonsdalite (sexkantiga diamant).Det är 58% hårdare än diamant.Lonsdale - allotrop modifiering av kol.Dess kristallgitter är mycket lik diamant.Lonsdaleite cell innehåller 4 atomer, och en diamant - 8. Av de vanligaste kristaller för idag är det svåraste diamant.