Trdne snovi: Lastnosti, struktura, gostota in primeri

Trdne klic takšne snovi, ki lahko tvorijo telo in imajo prostornino. Tekočin in plinov, ki jih po svoji obliki. Trdne snovi ohranijo obliko telesa zaradi dejstva, da njuni delci ne morejo prosto gibljejo. Med seboj se razlikujejo v svoji gostota, trdota, električna prevodnost in barve. Imajo tudi druge lastnosti. Na primer, večina teh snovi se tali med segrevanjem, pridobivanje tekočega agregatnega stanja. Nekateri od njih, ko je segreto dobro uplinimo (sublimira). Vendar pa obstajajo tudi tisti, ki se delijo na druge snovi.

Vrste trdnih snovi

Vse trdne snovi so razdeljene v dve skupini.

1. Amorfna, v kateri so posamezni delci razporejeni naključno. Z drugimi besedami, da nimajo jasne (specifično) strukturo. Te delce se lahko tali v nekem določenem temperaturnem intervalu. Najpogostejši med njimi so steklo in smolo.
2. Crystal, ki se nato razdeli v 4 skupine: atomski, molekularni, ionske, kovinska. Delci se nahajajo le v določenem vzorcu, in sicer v kristalni mreži. Njegova geometrija v različnih snovi se lahko zelo razlikujejo.

Kristalne trdne snovi prevladajo nad amorfna v svojih številkah.

Vrste kristalnih trdnih snovi

V praksi so vse trdne snovi s kristalno strukturo. Med seboj se razlikujejo po strukturi. V kristalinično predalčni vozlišča vsebujejo različne delce in kemikalij. To je v skladu z njimi, in so dobili svoja imena. Vsaka vrsta ima posebne lastnosti za to:

• Atomska kristalne rešetke trdnih delcev povezani s kovalentno vezjo. Odlikuje se po svoji moči. Glede na to, take snovi imajo visoko tališče in vrelišče. Ta vrsta vključuje kremen in diamant.
• V kristalne mreže molekulske vezi med delci so značilni šibkost. Snovi tega tipa so značilna enostavnost taljenje in vrenja. Zanje je značilno nihanje, zaradi česar imajo določeno vonj. Te delce so led, sladkor. Gibanje molekul v trdnih snovi te vrste se odlikujejo z aktivnostjo.
• Ionski kristal rešetke v vozliščih menjata posamezne delce nabite pozitivno in negativno. Ti so v lasti elektrostatične privlačnosti. Ta tip rešetke obstaja alkalijam, soli osnovnih oksidov. Mnoge snovi te vrste so zlahka topen v vodi. Zaradi precej močna vez med ioni neodzivna. Skoraj vsi so brez vonja, saj so zanje značilne niso volatilnosti. Snovi z ionske mrežo, ki ne more izvesti električni tok, kot je v njihovi sestavi ni prostih elektronov. Tipičen primer trdne ion - sol. Takšna kristalni rešetke daje to krhek. To je posledica dejstva, da se lahko katera koli od njenih premik povzroči ionski odbojne sile.
• kovinsko kristalno rešetke Edina kemikalije ioni prisotni v vozliščih, pozitivno nabitih. Med njimi so prosti elektroni skozi katero prehaja odlično toplotno in električno energijo. To je razlog, zakaj vse kovine drugačno funkcijo, kot je prevodnost.

Splošni koncepti solidno

Trdne snovi - to je praktično ista stvar. Ti izrazi iz enega izmed 4 stanj združevanja. Trdne snovi imajo stabilno obliko in značaj termičnega gibanja atomov. Slednji bo majhna nihanja v bližini položajev ravnotežnih. Veja znanosti, ki se ukvarjajo s preučevanjem zgradbe in notranjo strukturo, ki se imenuje fizike trdne snovi. Obstajajo tudi druga pomembna področja znanja, ki sodelujejo pri takšnih snovi. Spreminjanje oblike z zunanjimi vplivi in gibanja pozval mehanike deformabilnih teles.

Zaradi različnih lastnosti trdnih snovi, ki so bili uporabljeni v različnih tehničnih naprav, ki jih človek ustvaril. Najpogosteje je osnova za njihovo uporabo so bile lastnosti, kot so trdota, prostornino, maso, elastičnost, plastičnost, krhkosti. Sodobna znanost se lahko uporablja in druge lastnosti trdne snovi, ki jih je mogoče zaznati le v laboratoriju.

Kaj je kristal

Kristali - trdno telo postavi v določenem delci reda. Vsaka kemična ima svojo strukturo. Njegovi atomi tvorita tridimenzionalno periodično zlaganje imenovano rešetke. Trdne snovi imajo drugačno strukturo simetrijo. Trdni kristalinično stanje se štejejo za stabilne, ker ima najmanjšo količino potencialne energije.

Velika večina trdnih snovi (naravnih) sestoji iz velikega števila naključno orientiranih posameznih zrn (kristaliti). Takšne snovi se imenujejo polikristalne. Ti vključujejo tehnične zlitine in kovine, kot tudi veliko kamenja. Monokristalni imenujemo naravne ali sintetične enojne kristale.

V večina taka trdna telesa tvorjena iz stanja tekoče faze, predložen taline ali raztopine. Včasih so pridobljeni iz plinastem stanju. Ta proces se imenuje kristalizacijo. Zahvaljujoč znanstveni in tehnični napredek postopka gojenja (sinteza) različnih snovi proizvaja v industrijskem merilu. Večina kristalov ima naravno obliko rednega polieder. Njihove velikosti zelo razlikujejo. Na primer, lahko naravni kremen (kamena strela) tehtajo do sto kilogramov, in diamanti - do nekaj gramov.

V amorfne trdne snovi, atomi, sta v stalnem nihanje okoli naključno nahajajo točk. Skladiščijo nekaj red kratkega dosega, vendar ne na dolge razdalje. To je posledica dejstva, da so njihove molekule razporejeni na razdalji, ki se lahko v primerjavi z njihovo velikostjo. Najbolj pogosti v našem življenjskem primer tega je trdno steklasto stanje. Amorfni materiali se pogosto obravnavajo kot tekočina z neskončno velikim viskoznosti. Čas kristalizacije je včasih tako velika, da ni prikazana.

To zgornje lastnosti teh snovi, da jih edinstven. Amorfne trdne snovi se štejejo za nestabilne, ker se lahko čez čas šel v kristalnem stanju.

Molekule, atomi, pri čemer obsega trdno snov pakiran z visoko gostoto. Praktično ohranijo svoj relativni položaj glede na druge delce in jih skupaj držijo medmolekularnih interakcij. Razdalja med molekulami trdne snovi v različnih smereh, se imenuje parameter kristalno rešetke. Struktura snovi in njene simetrije definirajo množico lastnosti, kot so elektronska pasu, cepitve in optike. Ko je izpostavljen trdnih dovolj velike sile, lahko te lastnosti bolj ali manj kršene. Ko je ta trdna mogoče preostala deformacija.

Atomi trdnih teles niha, kar je posledica časa toplotne energije. Ker so zanemarljivi, se lahko opazili samo v laboratorijskih pogojih. Molekulska struktura trdnih snovi v veliki meri vpliva na njegove lastnosti.

Študija trdnih snovi

Lastnosti teh materialov, njihova kakovost in delcev gibanje raziskovali različne podpodročja za fiziko trdne snovi.

Za študije uporabljajo radijski spektroskopijo, strukturna analiza z uporabo rentgenske žarke in druge metode. Torej študij mehanske, fizikalne in termične lastnosti trdnih snovi. Trdota, odpornost stres, natezna trdnost, faza transformacije študije gradiva. To je v veliki meri prekriva s fiziko trdne snovi. Obstaja pa še ena pomembna sodobna znanost. Za študij obstoječih in sintetizirati nove snovi v posesti SSD kemije.

značilnosti trdne snovi

Karakter predloga zunanji elektroni trdni atomi določa veliko njenih lastnosti, na primer, električno. Obstaja 5 razredov takih organov. Ti so določeni glede na vrsto atomov:

• Ionic, osnovna značilnost, ki je sila elektrostatične privlačnosti. Njegove značilnosti: refleksija in absorpcija svetlobe v infrardečem območju. Pri nizki temperaturi, je ionski vez označena z nizko električno prevodnostjo. Primer takega materiala je natrijeva sol klorovodikove kisline (NaCl).
• Kovalentna izvedena na račun izvedeni elektronski par, ki sodi v obeh atomov. Taka povezava je razdeljen na: enojni (Single), dvojne in trojne. Ta imena kažejo na prisotnost elektronskih parov (1, 2, 3). Dvojne in trojne vezi se imenujejo mnogokratnikov. Obstaja pa še ena delitev na skupine. Torej, v odvisnosti od porazdelitve gostote elektronov izoliranega polarnega in nepolarnega vezi. Prvi je sestavljen iz različnih atomov, in drugi - enaka. Tako trdno stanje snovi, katerih primeri so - diamant (C) in silicij (Si), označena s gostote. Večina trdni kristali so samo kovalentna vez.
• Kovinsko oblikovana s kombiniranjem valenčnih elektronov z atomi. Kot rezultat tega je skupna elektronov oblak, ki je zamaknjena pod vplivom električne napetosti. Kovinska vez nastane, ko dolgo vezanje ogljika. Da so sposobni darovati elektronov. Veliko kovine, kompleksne spojine v smislu vezi tvorjen trdnega agregatnega stanja. Primeri: natrij, barij, aluminij, baker, zlato. Nekovinski spojine so naslednje: AlCr _2, Ca ₂ Cu, Cu ₅ Zn _8. Snovi s kovinskim spajanja (kovine) se razlikujejo v fizikalnih lastnostih. Lahko so tekočine (Hg), mehka (Na, K), zelo težko (W, Nb).
• Molekularna izhajajo iz kristalov, ki se tvorijo ločene molekule snovi. To je značilno vrzeli med molekulami z gostoto nič elektronov. Force povezujejo atomi v teh kristalov so velike. Hkrati so molekule jih privlači med seboj le šibko medmolekularnih atrakcija. To je razlog, zakaj so povezave med njimi enostavno uniči s toploto. Povezave med atomi propad veliko težje. Molekularna vez je razdeljen na usmerjenost, disperzije in indukcijo. Primer takšne trdne snovi, je metan.
• Vodik, ki se pojavlja med pozitivno polarizirane atomi ali njihovih molekul in negativno polarizirane najmanjši delec molekule ali drugih delov. Ti odnosi se lahko pripiše led.

lastnosti trdne snovi

Kaj vemo danes? Znanstveniki so že dolgo proučuje lastnosti trdne snovi. Ko je izpostavljen temperaturam in ga spreminja. Prehod telesne tekočine se imenuje taljenje. Preoblikovanje trdno snov v plinastem stanju, se imenuje sublimacija. Z zmanjševanjem temperature pride do Solid kristalizacijo. Nekatere snovi pod vplivom mraza prenaša na amorfne faze. Ta proces se imenuje osteklitev znanstveniki.

V faznih prehodov spreminja notranjo strukturo trdne snovi. Najvišja naročanje pridobi temperatura zniža. Pri atmosferskem tlaku in temperaturi T> 0 K vsaka snov obstaja v naravi, se strdi. Le helij, katerega kristalizacija je potrebno za pritisk 24 atm, je izjema.

Trdni daje različne fizikalne lastnosti. Opisujejo posebno obnašanje teles pod vplivom nekaterih področjih in sil. Te lastnosti so razdeljeni v skupine. 3 Dodelite metodo izpostavljenosti ustrezajočo trem vrstami energije (mehanske, termične, elektromagnetno). Zato obstajajo tri skupine fizikalnih lastnosti trdne snovi:

• Mehanske lastnosti, povezane s stresom in deformacije teles. Po teh kriterijih so trdne snovi razdeljene v elastično, reološke, moči in tehnologije. Ostalo je telo ohranja svojo obliko, vendar pa se lahko spremeni z zunanjo silo. V tem primeru je lahko plastične deformacije (začetni pogled ne vrne), elastični (vrne v prvotno obliko) ali destruktivni (ko določen prag razpade / razpadu). Oglejte si ta prizadevanja opisati elastičnih modulov. Solid ne le upira stiskanje, raztezanje, temveč tudi premiki, zvijanje in upogibanje. togo telo moč, da se uprejo klic svojega premoženja uničena.
• Toplotna kaže pod vplivom temperaturno polje. Eden od najbolj pomembnih lastnosti - tališčem, pri kateri telo pretvori v tekoče stanje. To je opaziti v kristalnih trdnih snovi. Amorfne organi imajo latentno toploto fuzije, njihov prehod v tekoče stanje, ko se temperatura dvigne postopoma. Ko doseže določeno toplotno amorfno telo izgubi svojo elastičnost in postane plastičnost. To stanje pomeni doseganje njihove posteklenitve. Ko ogrevanje pojavi togo telo deformacije. Poleg tega se pogosto širi. Kvantitativno je ta pogoj značilna določena faktorjem. Telesno temperaturo vpliva na mehanske lastnosti, kot so Sipkost, plastičnosti, trdnost in trdnost.
• Elektromagnetna povezana z izpostavljenostjo trdnih mikrodelcev tokov in elektromagnetnih valov visoke trdnosti. Ti vključujejo pogojno in sevalne lastnosti.

pas struktura

Trdne snovi so bile razvrščene in tako imenovana skupina struktura. Torej, med njimi razlikujemo:

• Vodniki, označen s tem, da je prevodnost in valence trakovi prekrivajo. Tako lahko elektroni premikajo med njimi, pri čemer dobimo najmanjšo energijo. Za vodniki so vse kovine. Ko je električni tok, ustanovljena za takšno morebitno razliko telesu (zaradi prostega pretoka elektronov med točkami z najnižjo in visokim potencialom).
• Dielektriki, katera področja se ne prekrivajo. Interval med njimi je večja od 4 eV. Za izvedbo elektronov od valence zahteva veliko energije prevodnem pasu. Zaradi teh lastnosti dielektričnih praktično ne prevaja.
• Polprevodniki, označen s tem, da ni prevodnosti in valenčnih pasovih. Interval med njimi je manjša od 4 eV. Za prenos elektronov od valence v prevodnem pasu zahteva manj energije kot dielektrikih. Pure (nelegirana in eigenfunctions) polprevodniki slabo tok je minilo.

Molekularna gibanja v trdne snovi povzročijo njihove elektromagnetne lastnosti.

druge lastnosti

Trdne snovi se delijo in njihove magnetne lastnosti. Obstajajo tri skupine:

• Diamagnetnega lastnosti, ki so odvisne malo od temperature ali agregatnem stanju.
• Paramagnetno, ki izhajajo iz usmerjenosti prevodnosti elektronov in magnetnih momentov atomov. Po Curie njihove občutljivosti pada temperature. Tako je pri 300 K je 10 ^-5.
• Magnetno telo z urejeno strukturo, ki ima velike razdalje zaporedje atomov. V vozlišča rešetke periodično razporejeni delci s magnetni moment. Te trdne snovi se pogosto uporabljajo v različnih področjih človekovega delovanja.

Najtežji snov v naravi

Kaj je to? trdne snovi gostota v veliki meri določajo njihovo trdoto. V zadnjih letih so znanstveniki odkrili več gradiv, ki trdijo, da je "najbolj trpežne telo." Najbolj trdna - to fullerite (kristalna molekule z fulerena), kar je okoli 1,5-krat močneje kot diamant. Na žalost pa je trenutno na voljo le v zelo majhnih količinah.

Do danes je najtrša snov, ki se kasneje lahko uporabljajo v industriji - lonsdalite (šesterokotno diamant). Je 58% težje kot diamant. Lonsdalite - alotropska modifikacija ogljika. Njena kristalno rešetke je zelo podoben diamant. Lonsdaleite celica vsebuje 4 atomi, ki pa diamant - 8. od pogosto uporabljenih kristalov danes je najtežji diamant.