Презентация — Аморфные тела (12 слайдов)

Слайд 1

Аморфные тела

Слайд 2

Особенности внутреннего молекулярного строения твердых тел. Их свойства
Кристалл – устойчивое, упорядочное образование частиц в твердом состоянии. Кристаллы отличаются пространственной периодичностью всех свойств. Основные свойства кристаллов: сохраняет форму и объем при отсутствии внешних воздействий, обладает прочностью, определенной температурой плавления и анизотропией (различием физических свойств кристалла от выбранного направления).

Слайд 3

Наблюдение кристаллической структуры некоторых веществ
соль
кварц
алмаз
слюда

Слайд 4

Демонстрация доказательств свойств аморфных тел
1. Аморфные тела не имеют определенной температуры плавления
2. Аморфные тела изотропны, например:
парафин
пластилин
Прочность данных тел не зависит от выбора направления испытания
парафин
стекло

Слайд 5

Демонстрация доказательств свойств аморфных тел
3. При кратковременном воздействии проявляют упругие свойств. Например: резина воздушный шарик
4. При продолжительном внешнем воздействии аморфные тела текут. Например: парафин в свече.
5. С течением времени мутнеют (н/р: стекло) и расстекловываются (н/р: леденец засахаривается), что связано с появлением маленьких кристалликов, оптические свойства которых отличаются от свойств аморфных тел

Слайд 6

Слайд 7

Аморфные тела
Аморфное тело – твердое тело, не имеющее фиксированной температуры плавления, в расположении частиц которого не наблюдается реальний порядок.

Слайд 8

При нагревании аморфные тела постепенно размягчаются и, наконец, превращаются в жидкость. Температура их при этом изменяется непрерывно.

Слайд 9

одно и тоже вещества может находиться как в кристаллическом, так и в аморфном состоянии
Что произойдет, если расплавить сахар, а затем, предоставить ему остывать и затвердевать? Оказывается, если расплав остывает медленно, то при его затвердевании образуются кристаллы; если же остывание происходит очень быстро, аморфный сахар или леденец. На леденце аморфного сахара, со временем появляется рыхлая корочка. Посмотрите на нее в лупу или под микроскопом, и вы убедитесь, что она состоит из крохотных кристалликов сахара: аморфный сахар начал кристаллизоваться.

Слайд 10

Демонстрация доказательств свойств аморфных тел
1. Аморфные тела не имеют определенной температуры плавления
парафин
стекло
2. Аморфные тела неизменчивы при повороте, например:
пластилин
парафин

Слайд 11

Демонстрация доказательств свойств аморфных тел
3. При кратковременном воздействии проявляют упругие свойств. Например: резина воздушный шарик
4. При продолжительном внешнем воздействии аморфные тела текут. Например: парафин в свече.
5. С течением времени мутнеют (н/р: стекло) и расстекловываются (н/р: леденец засахаривается), что связано с появлением маленьких кристалликов, оптические свойства которых отличаются от свойств аморфных тел

Слайд 12

С течением времени аморфные вещества перерождаются в кристаллические. Только сроки у разных веществ различны: у сахара на этот процесс уходит несколько месяцев, а у камней миллионы лет
Аморфная структура вещества имеет вид решетки, но не правильной формы

Атмосферные тела плавление атмосферных тел презентация. Аморфные тела

Cлайд 1

Ученицы 10 класса «А» Средней школы №1997 Хачатрян Кнарик Проверит: Панькина Л.В По физике Тема: Аморфные тела

Cлайд 2

Содержание Аморфные тела- это Кристаллические тела- это Свойства Аморфные тела, чем отличаются от кристаллов Физика твердого тела Жидкие кристаллы Примеры

Cлайд 3

Аморфные тела Аморфными телами называют тела,которые при нагревании постепенно размягчаются,становятся все более текучими. Для таких тел невозможно указать температуру, при которой они превращаются в жидкость (плавятся)

Cлайд 4

Кристаллические тела Кристаллическими телами называют тела, которые не размягчаются,а из твердого состояния превращаются сразу в жидкость. Во время плавления таких тел всегда можно отделить жидкость от еще не расплавившиеся(твердой) части тела.

Cлайд 5

Примеры К аморфным веществам принадлежат стекла (искусственные и вулканические), естественные и искусственные смолы, клеи и др. канифоль, сахарный леденец и многие другие тела. Все эти вещества с течением времени мутнеют (стекло «расстекловывается», леденец «засахаривается» и т. п.). Это помутнение связано с появлением внутри стекла или леденца мелких кристалликов, оптические свойства которых иные, чем окружающей их аморфной среды.

Cлайд 6

Свойства Аморфные тела не имеют кристаллической структуры и в отличие от кристаллов не расщепляются с образованием кристаллических граней, как правило — изотропны, то есть не обнаруживают различных свойств в разных направлениях, не имеют определённой точки плавления.

Cлайд 7

Аморфные тела, чем отличаются от кристаллов У аморфных тел нет строгого порядка в расположении атомов.

Только ближайшие атомы-соседи располагаются в некотором порядке. Но строгой повторяемости по всем направлениям одного и того же элемента структуры, которая характерна для кристаллов, в аморфных телах нет. По расположению атомов и по их поведению аморфные тела аналогичны жидкостям. Часто одно и то же вещество может находиться как в кристаллическом, так и в аморфном состоянии. Например, кварц SiO2 может быть как в кристаллической, так и в аморфной форме (кремнезем).

Cлайд 8

Жидкие кристаллы. В природе встречаются вещества, обладающие одновременно основными свойствами кристалла и жидкости, а именно анизотропией и текучестью. Такое состояние вещества называется жидкокристаллическим. Жидкими кристаллами являются в основном органические вещества, молекулы которых имеют длинную нитевидную форму или форму плоских пластин. Мыльные пузыри — яркий пример жидких кристаллов

Cлайд 9

Жидкие кристаллы. На границе доменов происходит преломление и отражение света, поэтому жидкие кристаллы непрозрачны. Однако в слое жидкого кристалла, помещенном между двумя тонкими пластинами, расстояния между которыми 0,01-0,1 мм, с параллельными углублениями 10-100 нм, все молекулы будут параллельны и кристалл станет прозрачным. Если на какие-то участки жидкого кристалла подать электрическое напряжение, то жидкокристаллическое состояние нарушается. Эти участки становятся непрозрачными и начинают светиться, а участки без напряжения остаются темными. Это явление используется при создании жидкокристаллических экранов телевизоров. Нужно отметить, что сам экран состоит из огромного числа элементов и электронная схема управления таким экраном чрезвычайно сложна.

Cлайд 10

Физика твердого тела Получение материалов с заданными механическими, магнитными, электрическими и другими свойствами — одно из основных направлений современной физики твердого тела. Аморфные тела занимают промежуточное положение между кристаллическими твердыми телами и жидкостями. Их атомы или молекулы располагаются в относительном порядке.

Понимание структуры твердых тел (кристаллических и аморфных) позволяет создавать материалы с заданными свойствами.

«Кристаллические и аморфные тела» — Монокристалл горного хрусталя. Аморфное тело. Друза кристаллов горного хрусталя. Крупнозернистый кристалл серы. Аморфные тела. А.М. Прохоров. Поликристалл аметиста (разновидность кварца). Физические свойства аморфных тел: 1. Бесформенные 2. Отсутствие точки плавления 3. Изотропия. Установка для выращивания оптических кристаллов.

«Кристаллы» — «Во все века жила, затаена, надежда — вскрыть все таинства природы». Методы научного познания. Мир кристаллов. Программа курса по выбору по физике для 9 класса в рамках предпрофильной подготовки. «Почти весь мир кристалличен. Научно-практическая конференция. Цели и задачи курса.

«Свойства твёрдых тел» — Свойства кристаллических веществ определяются структурой кристаллической решетки. Жидкие кристаллы. Сравнительная характеристика. Расположение атомов в кристаллических решетках не всегда правильное. Дефекты в кристаллических решетках. Кристаллическая форма вещества более устойчива чем аморфная. Перестроение кристаллической решетки P=10ГПа t=20000С.

«Твёрдые тела» — Аморфные тела- твердые тела, не имеющие строгой повторяемости во всех направлениях. Почему в природе не существует кристаллов шарообразной формы? Железографит. Как показать, что стекло- аморфное тело,а поваренная соль- кристаллическое? Почему углерод встречается в природе чаще в виде графита, а не алмаза?

«Физика твёрдого тела» — При абсолютном нуле (Т = 0°К) f = 1 при ЕEF. Схема зонной структуры полупроводника. Обобщенная схема уровней энергии твердого тела. Т.5, М: Мир, 1977, С. 123. Модель свободных электронов (металлы). Положительно заряженные ионы (остов). Расстояние между атомами. Плотность заряда в произ-вольной точке поверхности:

«Плавление твёрдых тел» — А9 -2, а10 -3. Результаты экспериментов. Решение задач. Изменение агрегатных состояний. Раствор просто стекает с тротуара. K – критическая точка, T – тройная точка. Интересно. Область I – твердое тело, область II – жидкость, область III – газообразное вещество. При сгорании топлива, где q – удельная теплота сгорания вещества.

Всего в теме 9 презентаций

Слайд 2

Аморфные тела- тела которые при нагревании постепенно размягчаются, становятся более тягучими.

Слайд 3

Твёрдые тела

Кристаллические Аморфные -Не имеют кристаллической решётки; -Не имеют температуры плавления; -Изотропны; -Обладают текучестью; -Способны переходить в кристаллическое и жидкое состояние; -Имеют только ближний порядок. Примеры — стекло, сахарный леденец, смола.

Слайд 4

Строение аморфных тел. Исследования при помощи электронного микроскопа показывает, что в аморфных телах не наблюдается строгого порядка в расположении их частиц. Взгляните, на рисунок на нём изображено расположение частиц в аморфном кварце. Эти вещества состоят из одних и тех же частиц – молекул оксида кремния SiO2 .Частицы аморфных тел непрерывно и беспорядочно колеблются. Они чаще, чем частицы кристаллов могут перескакивать с места на место. Этому способствует и то, что частицы аморфных тел расположены неодинаково плотно: между ними имеются пустоты.

Слайд 5

Плавление аморфных тел.По мере возрастания температуры энергия колебательного движения атомов в твёрдом теле возрастает и, наконец, наступает такой момент, когда связи между атомами начинают разрываться. При этом твердое тело переходит в жидкое состояние. Такой переход называется плавлением. При фиксированном давлении плавление происходит при строго определённой температуре.Количество тепла, необходимое для превращения единицы массы вещества в жидкость при температуре плавления, называют удельной теплотой плавления λ .Для плавления вещества массой m необходимо затратить количество теплоты равное:Q = λ · m .Процесс плавления аморфных тел отличается от плавления кристаллических тел. При повышении температуры аморфные тела постепенно размягчаются, становятся вязкими, до тех пор, пока не превратятся в жидкость. Аморфные тела в противоположность кристаллам не имеют определенной температуры плавления. Температура аморфных тел при этом изменяется непрерывно. Это происходит потому, что в аморфных твердых телах, как и в жидкостях, молекулы могут перемещаться друг относительно друга. При нагревании их скорость увеличивается, увеличивается расстояние между ними. В результате тело становится все мягче и мягче, пока не превратится в жидкость. При отвердевании аморфных тел их температура также понижается непрерывно.

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

2 слайд

Описание слайда:

Сходства и отличие. В физике твердыми телами обычно называются только кристаллические тела. Аморфные тела, рассматриваются как очень вязкие жидкости. Они не имеют определенной температуры плавления, при нагревании они постепенно размягчаются, вязкость их уменьшается. Кристаллические тела имеют определенную температуру плавления, неизменную при постоянном давлении.

Аморфные тела изотропны –свойства тел по всем направлениям одинаковы. Кристаллы – анизотропны. Свойства кристаллов неодинаковы по различным направлениям.

3 слайд

Описание слайда:

Кристаллы. Изучение внутреннего строения кристаллов с помощью рентгеновского излучения позволило установить, что частицы в кристаллах имеют правильное расположение, т.е. образуют кристаллическую решетку. — Точки в кристаллической решетке, соответствующие наиболее устойчивому положению равновесия частиц твердого тела, называются узлами кристаллической решетки. В физике под твердым телом подразумевают только такие вещества у которых имеется кристаллическое строение. Различают 4 вида кристалличес- кой решетки:ионная, атомная, моле- кулярная, металлическая. 1.в узлах находятся ионы; 2.атомы; 3.молекулы; 4.+ ионы металлов

4 слайд

Описание слайда:

Аморфные тела. Аморфные тела, в отличии от кристаллических тел, которые характеризуются дальним порядком расположения атомов, обладают лишь ближним порядком. Аморфные тела не имеют свой температуры плавления. При нагревании аморфные тела постепенно размягчаются, его молекулы все легче и легче меняют своих ближайших соседей, вязкость его уменьшается и при достаточно высокой температуре оно может вести себя как маловязкая жидкость.

5 слайд

Описание слайда:

Виды деформации. Изменение формы и размеров тела называется деформацией Существуют следующие виды деформации: 1.деформация продольного растяжения и продольного сжатия; 2.деформация всестороннего растяжения и всестороннего сжатия; 3.деформация поперечного изгиба; 4.деформация кручения; 5.деформация сдвига;

6 слайд

Описание слайда:

Каждая из описанных видов деформации может быть большей или меньшей. Любую из них можно оценить абсолютной деформацией ∆а числовое изменение какого-либо размера тела под действием силы. Относительной деформацией Ɛ (греч.эпсилон) – называется физическая величина, показывающая, какую часть от первоначального размера тела а составляет абсолютная деформация ∆а: Ɛ=∆L/L Ɛ= ∆а / а Механическое напряжение –это величина, характеризующая действие внутренних сил в деформированном твердом теле. σ= F / S [Па]

7 слайд

Описание слайда:

Закон Гука.Модуль упругости. Закон Гука: механическое напряжение в упругодеформированном теле прямо пропорционально относительной деформации этого тела. σ=kƐ Величина k, характеризующая зависимость механического напряжения в материале от рода последнего и от внешних условий называется модулем упругости. σ=EƐ σ=Е (∆L/L) E – модуль упругости «модуль Юнга». Модуль Юнга измеряется нормальным напряжением, которое должно возникнуть в материале при относительной деформации, равной единице, т.е. при увеличении длины образца вдвое. Числовое значение модуля Юнга рассчитывают экспериментально и заносят в таблицу. Томас Юнг

Понятие аморфного вещества
■
Аморфные вещества (от др.-греч. ἀ «не-» и μορφή
«вид, форма») не имеют кристаллической структуры и
в отличие от кристаллов не расщепляются с
образованием кристаллических граней; как правило —
изотропны, то есть не обнаруживают различных
свойств в разных направлениях, не имеют
определённой точки плавления. К аморфным
веществам принадлежат стекла (искусственные и
вулканические), естественные и искусственные
смолы, клеи и др. Стекло — твердотельное состояние
аморфных веществ. Аморфные вещества могут
находиться либо в стеклообразном состоянии (при
низких температурах), либо в состоянии расплава
(при высоких температурах). Аморфные вещества
переходят в стеклообразное состояние при
температурах ниже температуры стеклования T. При
температурах свыше T, аморфные вещества ведут
себя как расплавы, то есть находятся в
расплавленном состоянии. Вязкость аморфных
материалов — непрерывная функция температуры:
чем выше температура, тем ниже вязкость аморфного
вещества.

Подводя итог вышесказанному…
■
■
■
Аморфные тела́
тире,твёрдые тела,
атомарная решётка
которых не имеет
кристаллической
структуры.
Аморфное тело не
обладает дальним
порядком в
расположении атомов и
молекул.
Для аморфных тел
характерна изотропия
свойств и отсутствие
определённой точки
плавления: при
повышении
температуры
аморфные тела
постепенно
размягчаются и выше
температуры
стеклования (Tg)
переходят в жидкое
состояние.

Свойства аморфных тел
■
При внешних воздействиях аморфные тела обнаруживают
одновременно упругие свойства, подобно твердым телам, и
текучесть, подобно жидкости. Так, при кратковременных
воздействиях (ударах) они ведут себя как твердые тела и при
сильном ударе раскалываются на куски. Но при очень
продолжительном воздействии аморфные тела текут.
■
В природе встречаются вещества, обладающие одновременно
основными свойствами кристалла и жидкости, а именно
анизотропией и текучестью. Такое состояние вещества
называется жидкокристаллическим. Жидкими кристаллами
являются в основном органические вещества, молекулы которых
имеют длинную нитевидную форму или форму плоских пластин.
■
Аморфные тела занимают промежуточное положение между
кристаллическими твердыми телами и жидкостями. Их атомы или
молекулы располагаются в относительном порядке.

Особенность аморфных тел
■
Характерной особенностью аморфных тел
является их изотропность, т. е. независимость
всех физических свойств (механических,
оптических и т. д.) от направления. Молекулы и
атомы в изотропных твердых телах
располагаются хаотично, образуя лишь
небольшие локальные группы, содержащие
несколько частиц (ближний порядок). По своей
структуре аморфные тела очень близки к
жидкостям. Если аморфное тело нагревать, то
оно постепенно размягчается и переходит в
жидкое состояние. (рис. А – молекулярная
решетка кристаллического тела; рис. Б –
молекулярная решетка аморфного тела)

Интересно, что…
■
Аморфным
телом так же
является и
смола. Если
раздробить её на
мелкие части и
получившейся
массой
заполнить сосуд,
то через
некоторое время
смола сольётся в
единое целое и
примет форму
сосуда.

Аморфные тела и их плавление. Презентация

«Кристаллические и аморфные тела» — монокристалл горного хрусталя. Аморфное тело. Друза кристаллов горного хрусталя. Крупнокристаллическая сера. Аморфные тела. ЯВЛЯЮСЬ. Прохоров. Поликристалл аметиста (разновидность кварца). Физические свойства аморфных тел: 1. Бесформенность 2. Отсутствие температуры плавления 3. Изотропность. Установка для выращивания оптических кристаллов.

«Кристаллы» — «Во все века жил, Затаен, надежда — открыть все таинства природы». Методы научного познания. Мир кристаллов. Программа курса по выбору физики для 9 классав рамках предварительных тренировок. «Почти весь мир кристаллический. Научно-практическая конференция. Цели и задачи курса.

«Свойства твердых тел» — свойства кристаллических веществ определяются строением кристаллической решетки. Жидкие кристаллы. Сравнительная характеристика. расположение атомов в кристаллических решетках не всегда правильное Дефекты кристаллических решеток Кристаллическая форма вещества более устойчива, чем аморфная Перестройка кристаллической решетки Р = 10ГП Т = 20000С.

«Твердое тело» — аморфные тела — твердые тела, обладающие строгой повторяемостью во всех направлениях. Почему в природе не существует кристаллов сферической формы? Чапография. Как показать, что стекло это аморфное тело, а варящийся кристалл твердый? Почему в природе углеродное датирование чаще проводится по графиту, а не по алмазу?

«Физика твердого тела» — с абсолютным нулем (Т = 0°К) F = 1 при эЭФ. Схема зонной структуры полупроводника. Обобщенная схема твердых энергетических уровней. Т.5, М: Мир, 1977, стр. 123. Модель свободных электронов (металлы). Положительно заряженные ионы (ядро). Расстояние между атомами. Плотность заряда в точке пробития поверхности:

«Плавление твердых тел» — А9-2, А10-3. Результаты экспериментов. Решение задач. Изменения агрегатных состояний. Раствор просто вытекает с тротуара. К — критическая точка, Т — тройная точка. Интересно. Область I – твердое вещество, область II – жидкость, область III – газообразное вещество. При сгорании топлива, где q — удельная теплота сгорания вещества.

Всего по теме 9 презентаций

Слайд 1.

Ученики 10 класса «А» средней школы №1997 Хачатрян Кнарик проверят: Панкину Л.В. по физике Тема: Аморфное тело

Клада 2.

Состав аморфных тел кристаллические тела — это свойства аморфных тел, чем они отличаются от кристаллов физики твердого тела Жидкие кристаллы Примеры

Слайд 3.

Аморфное тело Аморфными телами называют тела, которые при нагревании постепенно размягчаются, становясь все более жидкими. Для таких тел нельзя указать температуру, при которой они превращаются в жидкость (плавятся)

Слайд 4.

Кристаллическими телами называют тела, которые не размягчаются и из твердого состояния сразу переходят в жидкое. Время плавления таких тел всегда можно отделить жидкостью от еще не расплавленных (твердых) частей тела.

Слайд 5.

Примерами аморфных веществ являются стекло (искусственное и вулканическое), природные и искусственные смолы, клеи и др. Канифоль, сахарный леденец и многие другие тела. Все эти вещества со временем бормочут (стакан «разряжается», леденец «суашится» и т. д.). Это помутнение связано с появлением внутри стакана или леденца мелких кристаллов, оптические свойства которых иные, чем у окружающей среды.

Слайд 6.

Свойства аморфных тел не имеют кристаллической структуры и, в отличие от кристаллов, не расщепляются с образованием кристаллических граней, как правило — изотропны, т. е. не обнаруживают различных свойств в разных направления, не имеют определенной температуры плавления.

Слайд 7.

Аморфные тела, отличающиеся от кристаллов, в аморфных телах нет строгого порядка в расположении атомов. Только ближайшие соседние атомы расположены в некотором порядке. Но строгая повторяемость во всех направлениях одного и того же элемента строения, что характерно для кристаллов в аморфных телах. По расположению атомов и по их поведению аморфные тела подобны жидкостям. Часто одно и то же вещество может находиться как в кристаллическом, так и в аморфном состоянии. Например, кварц SiO2 может быть как в кристаллическом, так и в аморфном виде (кремнезем).

Слайд 8.

Жидкие кристаллы. В природе существуют вещества, обладающие одновременно основными свойствами кристалла и жидкости, а именно анизотропией и текучестью. Такое состояние вещества называется жидким кристаллом. Жидкие кристаллы — это в основном органические вещества, молекулы которых имеют форму длинных нитей или форму плоских пластин. Мыльные пузыри — яркий пример жидких кристаллов

Слайд 9.

Жидкие кристаллы. На границе доменов происходит преломление и отражение света, поэтому жидкие кристаллы непрозрачны. Однако в слое жидкого кристалла, помещенном между двумя тонкими пластинами, расстояния между которыми 0,01—0,1 мм, с параллельным углублением 10—100 нм, все молекулы будут параллельны и кристалл станет прозрачным. Если на некоторые участки жидкого кристалла оказывается электрическое напряжение, то жидкокристаллическое состояние нарушается. Эти участки становятся непрозрачными и начинают блестеть, а участки без напряжения остаются темными. Это явление используется при создании жидкокристаллических экранов телевизоров. Следует отметить, что сам экран состоит из огромного количества элементов и электронная схема управления таким экраном чрезвычайно сложна.

Клада 10.

Физика твердого тела Получение материалов с заданными механическими, магнитными, электрическими и другими свойствами является одним из основных направлений современной физики твердого тела. Аморфные тела занимают промежуточное положение между кристаллическими твердыми телами и жидкостями. Их атомы или молекулы расположены в относительном порядке. Понимание строения твердых тел (кристаллических и аморфных) позволяет создавать материалы с заданными свойствами.

Твердые тела отличаются постоянством формы и объема и делятся на кристаллические и аморфные. Кристаллические тела (кристаллы) – твердые тела, атомы или молекулы которых занимают упорядоченные положения в пространстве. Кристаллические тела формируются в пространстве правильной кристаллической решетки пространственной сетки.

Кристаллы подразделяются на: монокристаллы — эти одиночные однородные кристаллы, имеющие форму правильных многоугольников и с непрерывной кристаллической сеткой поликристаллы представляют собой кристаллические тела, выросшие из мелких, хаотических кристаллов, большинство твердых тел имеют поликристаллическую структуру (металлы, камни, песок, сахар). Кристаллы делятся на: монокристаллы — эти одиночные однородные кристаллы, имеющие форму правильных многоугольников и с непрерывной кристаллической сеткой поликристаллы, представляют собой кристаллические тела, выросшие из мелких, хаотических кристаллов, большинство твердых тел имеют поликристаллическую структуру (металлы, камни, песок, сахар).

Анизотропия кристаллов В кристаллах наблюдается анизотропия — зависимость физических свойств (механической прочности, электропроводности, теплопроводности, преломления и поглощения света, дифракции и др. ) от направления внутри кристалла. Анизотропия наблюдается в основном в монокристаллах. В поликристаллах (например, в большом куске металла) анизотропия в обычном состоянии не проявляется. Поликристаллы состоят из большого количества мелких кристаллических зерен. Хотя каждый из них имеет анизотропию, но из-за неровности их расположения поликристаллическое тело в целом теряет анизотропию.

Одно и то же вещество может иметь различные кристаллические формы. Например, карбон. Графит представляет собой кристаллический углерод. Стержни карандашей из графита. Но есть и другая форма кристаллического углеродного алмаза. Алмаз – самый твердый минерал на Земле. Алмазом режут стекло и пилят камни, используют для бурения глубоких скважин, алмазы необходимы для производства тончайшей металлической проволоки диаметром до тысячных долей миллиметра, например, вольфрамовых нитей накала для электроламп. Графит представляет собой кристаллический углерод. Стержни карандашей из графита. Но есть и другая форма кристаллического углеродного алмаза. Алмаз – самый твердый минерал на Земле. Алмазом режут стекло и пилят камни, используют для бурения глубоких скважин, алмазы необходимы для производства тончайшей металлической проволоки диаметром до тысячных долей миллиметра, например, вольфрамовых нитей накала для электроламп.

В аморфных телах существует изотропия — их физические свойства одинаковы во всех направлениях. При внешних воздействиях аморфные тела проявляют одновременно упругие свойства (при ударах раскалываются на куски как твердые тела) и текучесть (при длительном воздействии текут обе жидкости). При низких температурах аморфные тела по своим свойствам напоминают твердые тела, а при высоких — очень вязкие жидкости. Аморфные тела не имеют определенной температуры плавления, а значит и температур кристаллизации. При нагревании они постепенно размягчаются. Аморфные тела занимают промежуточное положение между кристаллическими твердыми телами и жидкостями. Физические свойства

Ионная кристаллическая решетка в узлах решетки ионов. Химическая связь ионная. Свойства веществ: 1) относительно высокая твердость, прочность, 2) хрупкость, 3) жаростойкость, 4) тугоплавкость, 5) нелетучие примеры: соли (NaCl, K 2 CO 3), основания (CA(OH) 2, NaOH)

Атомная кристаллическая решетка в узлах решетки атомов. Химическая связь Ковалентная неолаурина. Свойства веществ: 1) Очень высокая твердость, прочность, 2) Очень высокие ТПЛ (алмаз 3500°С), 3) Тугулирование, 4) Практически нерастворимы, 5) Нелексические примеры: Простые вещества (алмаз, графит, бор и др. .), Краски (Al 2 O 3, SiO 2) Алмаз Графит

Молекулярно-кристаллическая решетка в узлах молекулярной решетки. Химическая связь ковалентная полярная и неполярная. Свойства веществ: 1) Низкая твердость, прочность, 2) Низкая ТПЛК, ТКИП, 3) При комнатной Т обычно жидкость или газ, 4) Высокая летучесть. Примеры: Простые вещества (H 2, N 2, O 2, F 2, P 4, S 8, NE, HE), сложные вещества (CO 2, H 2 O, Сахар с 12 H 22 O 11 и др.) йод I 2 углекислый газ СО 2

Закон постоянства состава (прост,) молекулярные химические соединения, независимо от способа их получения, имеют постоянный состав и свойства.

12.1: Кристаллические и аморфные твердые вещества

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

6402

• Анонимный
• LibreTexts

Цели обучения

• Понять разницу между кристаллическим и аморфным твердым телом

Кристаллические твердые тела имеют правильно упорядоченные ряды компонентов, удерживаемые вместе однородными межмолекулярными силами, тогда как компоненты аморфных твердых тел не располагаются в регулярных рядах. Целью обучения этого модуля является знакомство с характерными свойствами кристаллических и аморфных твердых тел.

Введение

За немногими исключениями, частицы, составляющие твердый материал, будь то ионные, молекулярные, ковалентные или металлические, удерживаются на месте сильными силами притяжения между ними. Поэтому, когда мы обсуждаем твердые тела, мы рассматриваем положения атомов, молекул или ионов, которые по существу неподвижны в пространстве, а не их движения (которые более важны в жидкостях и газах). Составляющие твердого тела могут быть расположены двумя основными способами: они могут образовывать правильную повторяющуюся трехмерную структуру, называемую кристаллической решеткой, образуя таким образом кристаллическое твердое тело, или они могут агрегировать без определенного порядка, и в этом случае они образуют аморфную структуру. твердый (от греческого ámorphos, что означает «бесформенный»).

(слева) Кристаллические грани . Грани кристаллов могут пересекаться под прямым углом, как у галенита (PbS) и пирита (FeS ₂ ), или под другими углами, как у кварца. (справа) Поверхности спайности аморфного твердого тела . Обсидиан, вулканическое стекло с тем же химическим составом, что и гранит (обычно KAlSi ₃ O ₈ ), имеет тенденцию иметь изогнутые, неровные поверхности при расколе.

Кристаллические твердые тела или кристаллы имеют характерную внутреннюю структуру, которая, в свою очередь, приводит к характерным плоским поверхностям или граням. Грани пересекаются под углами, характерными для вещества. При воздействии рентгеновских лучей каждая структура также создает характерный узор, который можно использовать для идентификации материала. Характеристические углы не зависят от размера кристалла; они отражают регулярное повторяющееся расположение составляющих атомов, молекул или ионов в пространстве. Например, при расщеплении ионного кристалла (рис. 12.1) отталкивающие взаимодействия заставляют его ломаться вдоль фиксированных плоскостей с образованием новых граней, пересекающихся под теми же углами, что и в исходном кристалле. В ковалентном твердом теле, таком как ограненный алмаз, углы, под которыми сходятся грани, также не произвольны, а определяются расположением атомов углерода в кристалле.

Рисунок 12.1: Расщепление кристалла ионного соединения вдоль плоскости ионов. Деформация ионного кристалла вызывает скольжение одной плоскости атомов по другой. В результате отталкивающих взаимодействий между ионами с одинаковыми зарядами происходит разделение слоев.

Кристаллы, как правило, имеют относительно четкие, четко определенные точки плавления, потому что все составляющие их атомы, молекулы или ионы находятся на одинаковом расстоянии от соседей одинакового числа и типа; то есть регулярность кристаллической решетки создает одинаковые локальные среды. Таким образом, межмолекулярные силы, удерживающие твердое тело вместе, одинаковы, и для одновременного разрыва всех взаимодействий требуется одинаковое количество тепловой энергии.

Аморфные твердые тела обладают двумя характерными свойствами. При расщеплении или разрушении они образуют фрагменты с неправильной, часто искривленной поверхностью; и они имеют плохо выраженные узоры при воздействии рентгеновских лучей, потому что их компоненты не расположены в регулярном порядке. Аморфное полупрозрачное твердое тело называется стеклом. Почти любое вещество может затвердеть в аморфной форме, если жидкая фаза достаточно быстро охлаждается. Однако некоторые твердые тела по своей природе аморфны, потому что либо их компоненты не могут достаточно хорошо сочетаться друг с другом, чтобы образовать стабильную кристаллическую решетку, либо они содержат примеси, разрушающие решетку. Например, хотя химический состав и основные структурные единицы кристалла кварца и кварцевого стекла одинаковы, оба являются SiO ₂ , и оба состоят из связанных SiO ₄ тетраэдров — расположение атомов в пространстве не такое. Кристаллический кварц содержит высокоупорядоченное расположение атомов кремния и кислорода, но в кварцевом стекле атомы расположены почти беспорядочно. Когда расплавленный SiO ₂ быстро охлаждается (4 К/мин), он образует кварцевое стекло, в то время как большие совершенные кристаллы кварца, продаваемые в магазинах минералов, охлаждались тысячи лет. Напротив, алюминий кристаллизуется гораздо быстрее. Аморфный алюминий образуется только при охлаждении жидкости с чрезвычайной скоростью 4 × 10 ¹³ К/с, что препятствует тому, чтобы атомы выстраивались в правильный ряд.

Решетка кристаллического кварца (SiO ₂ ) . Атомы образуют правильное расположение в структуре, состоящей из связанных тетраэдров.

В аморфном твердом теле локальное окружение, включая как расстояния до соседних единиц, так и количество соседей, варьируется в зависимости от материала. Для преодоления этих различных взаимодействий требуется различное количество тепловой энергии. Следовательно, аморфные твердые вещества имеют тенденцию к медленному размягчению в широком диапазоне температур, а не к четко определенной температуре плавления, как кристаллическое твердое вещество. Если аморфное твердое тело поддерживать при температуре чуть ниже его точки плавления в течение длительного периода времени, молекулы, атомы или ионы компонентов могут постепенно перестроиться в более упорядоченную кристаллическую форму.

Примечание
Кристаллы имеют острые, четко определенные точки плавления; аморфные твердые тела — нет.

Резюме

Твердые тела характеризуются протяженным трехмерным расположением атомов, ионов или молекул, в котором компоненты обычно зафиксированы на своих местах. Компоненты могут быть расположены в регулярном повторяющемся трехмерном массиве (кристаллической решетке), что приводит к кристаллическому твердому веществу, или более или менее беспорядочно для получения аморфного твердого тела. Кристаллические твердые тела имеют четко очерченные края и грани, дифрагируют рентгеновские лучи и, как правило, имеют острые точки плавления. Напротив, аморфные твердые тела имеют неровную или искривленную поверхность, не дают хорошо разрешаемых рентгенограмм и плавятся в широком диапазоне температур.

Концептуальные проблемы

1. Сравните твердое и жидкое состояния с точки зрения

a. жесткость конструкции.

б. дальний заказ.

в. ближний заказ.

2. Чем аморфные твердые тела отличаются от кристаллических по каждой характеристике? Какой из двух типов твердых тел больше всего похож на жидкость?

а. жесткость конструкции

b. дальний заказ

c. ближний порядок

3. Почему расположение составляющих атомов или молекул более важно для определения свойств твердого тела, чем жидкости или газа?

4. Почему структуры твердых тел обычно описываются положениями составляющих их атомов, а не их движением?

5. Какие физические характеристики отличают кристаллическое твердое тело от аморфного? Опишите не менее двух способов экспериментального определения того, является ли материал кристаллическим или аморфным.

6. Объясните, почему каждая характеристика способствует или не способствует образованию аморфного твердого тела.

а. медленное охлаждение чистого расплавленного материала

б. примеси в жидкости, из которых образуется твердое вещество

c. слабые силы межмолекулярного притяжения

7. Студент получил твердый продукт в лабораторном синтезе. Чтобы удостовериться в подлинности твердого вещества, она измерила его температуру плавления и обнаружила, что материал плавится в диапазоне 12°C. После того как он остыл, она снова измерила температуру плавления того же образца и обнаружила, что на этот раз твердое вещество имело резкую точку плавления при температуре, характерной для желаемого продукта. Почему две температуры плавления были разными? Чем вызвано изменение температуры плавления?

Концептуальные ответы

3. Расположение атомов или молекул более важно для определения свойств твердого тела из-за более стойкого дальнего порядка твердых тел.