Укажите аморфное вещество


Содержание:

  1. Аморфные и кристаллические вещества
  2. Необыкновенные свойства аморфных веществ
  3. Характеристики веществ
  4. Аморфные вещества в быту, технике
  5. Заключение

 

По этой ссылке вы сможете найти рефераты по химии на любые темы и посмотреть как они написаны:

 

Много готовых тем для рефератов по химии

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

Жизнь и деятельность Д.И. Менделеева
Плазма – четвертое состояние вещества
Устранение жесткости воды на промышленных предприятиях
История гипса

 

Введение:

Вы когда-нибудь задумывались о том, что представляют собой загадочные аморфные вещества? По строению они отличаются и от твердых, и от жидких. Дело в том, что такие тела находятся в особом конденсированном состоянии, имеющем только ближний порядок. Примеры аморфных веществ — смола, стекло, янтарь, каучук, полиэтилен, поливинилхлорид (наши любимые пластиковые окна), различные полимеры и другие. Это твердые тела, у которых нет кристаллической решетки. Еще к ним можно отнести сургуч, различные клеи, эбонит и пластмассы.

 

Аморфные и кристаллические вещества

 

Жесткие тела могут существовать в двух принципиально разных состояниях, которые различаются по своей внутренней структуре и, соответственно, по своим свойствам. Это кристаллическое и аморфное состояние твердого тела с монокристаллом или просто кристаллом. В других случаях в организме много мелких кристаллов, которые фантастически слиты воедино, например, кусочек рафинированного сахара. Такие тела называются поликристаллическими.

Наличие естественных граней в монокристаллах приводит к выраженному различию физических свойств тела в разных направлениях. Это может относиться к механической прочности, тепловой и электрической проводимости, упругости и т. д. Но не все свойства всегда зависят от направления — кубический медный кристалл имеет одинаковую электропроводность во всех направлениях, но имеет разные эластичности.

В поликристаллах принято говорить о средних значениях физических величин, поскольку вдоль любого выбранного направления будут отдельные кристаллы, произвольно ориентированные внутри тела.


Второй тип твердого состояния твердого тела представляет собой аморфное состояние. В этом состоянии невозможно обнаружить даже небольшие области, в которых наблюдается зависимость физических свойств от направления. Некоторые вещества могут находиться в любом из этих двух состояний.

Например, если кристаллический кварц плавится (температура плавления около 1700 ° C), то при охлаждении он образует плавленый кварц с другими физическими свойствами, которые идентичны во всех направлениях. Аморфное состояние — это неустойчивое состояние твердого тела. Оставленные наедине со своими устройствами, они, как правило, со временем переходят в кристаллическую форму, хотя этот процесс может занять годы или даже десятилетия.

 

Необыкновенные свойства аморфных веществ

 

Во время расщепления лица не образуются в аморфных телах. Частицы абсолютно случайны и находятся на близком расстоянии друг от друга. Они могут быть очень толстыми или вязкими. Как на них влияют внешние воздействия? Под воздействием различных температур тела становятся текучими, как жидкости, и в то же время довольно эластичными. В том случае, когда внешнее воздействие не длится долго, вещества аморфной структуры могут мощно разрушаться. Долгосрочное влияние извне приводит к тому, что они просто текут.


Попробуйте небольшой эксперимент со смолой в домашних условиях. Положите его на твердую поверхность, и вы заметите, что он начинает плавно течь. Это верно, это аморфное вещество! Скорость зависит от температуры. Если оно очень высокое, смола начнет распространяться намного быстрее.

Что еще характерно для таких органов? Они могут принимать любую форму. Если аморфные вещества в форме мелких частиц помещают в сосуд, например, в кувшин, то они также примут форму сосуда. Они также изотропны, то есть проявляют одинаковые физические свойства во всех направлениях.

Аморфное состояние вещества не подразумевает поддержания какой-либо конкретной температуры. По низким ставкам тела замерзают; на высоких уровнях они тают. Кстати, степень вязкости таких веществ также зависит от этого. Низкая температура способствует снижению вязкости, высокая, наоборот, увеличивает ее.

 

Аморфные вещества в природе, технике, быту

 

Для веществ аморфного типа можно выделить еще одну особенность — переход в кристаллическое состояние, причем спонтанное. Почему это происходит? Внутренняя энергия в кристаллическом теле намного меньше, чем в аморфном. Мы можем заметить это на примере изделий из стекла — со временем стекло становится мутным.

Металлическое стекло — что это? Металл может быть удален из кристаллической решетки во время плавления, то есть сделать вещество аморфной структуры стеклообразным.


время затвердевания путем искусственного охлаждения кристаллическая решетка снова формируется. Аморфный металл обладает просто удивительной устойчивостью к коррозии. Например, кузов автомобиля, изготовленный из него, не будет нуждаться в различных покрытиях, поскольку он не будет подвергаться самопроизвольному разрушению. Аморфное вещество — это тело, чья атомная структура обладает беспрецедентной прочностью, что означает, что аморфный металл может быть использован абсолютно в любой промышленной промышленности.

 

Характеристики веществ

 

Важны атомные связи, а также тип кристаллической структуры. Кристаллы ионного типа характеризуются ионными связями, что означает плавный переход от одного атома к другому. В этом случае образуются положительно и отрицательно заряженные частицы. Мы можем наблюдать ионную связь на простом примере — такие характеристики присущи различным оксидам и солям. Другой особенностью ионных кристаллов является низкая теплопроводность, но ее производительность может заметно возрастать с нагревом. В узлах кристаллической решетки можно заметить различные молекулы, которые отличаются сильными атомными связями.

Многие минералы, которые мы находим повсюду в природе, имеют кристаллическую структуру. И аморфное состояние материи также является чистой природой. Только в этом случае тело является чем-то бесформенным, но кристаллы могут принимать форму красивых многогранников с плоскими гранями, а также формировать новые твердые тела удивительной красоты и чистоты.


Форма таких тел постоянна для конкретного соединения. Например, берилл всегда выглядит как шестиугольная призма. Сделай небольшой эксперимент. Возьмите небольшой кристалл кубической поваренной соли (миску) и поместите его в специальный раствор, максимально насыщенный той же поваренной солью. Со временем вы заметите, что это тело осталось неизменным — оно снова приняло форму куба или шара, которому присущи кристаллы хлорида натрия.

Аморфно-кристаллические вещества представляют собой тела, которые могут содержать как аморфную, так и кристаллическую фазы. Что влияет на свойства материалов такой структуры? В основном разные соотношения громкости и разные места по отношению друг к другу. Типичными примерами таких веществ являются материалы из керамики, фарфора, керамики. Из таблицы свойств материалов с аморфно-кристаллической структурой становится известно, что фарфор содержит максимальный процент стеклянной фазы. Показатели колеблются от 40-60 процентов. Мы увидим самое низкое содержание на примере каменного литья — менее 5 процентов. В то же время керамическая плитка будет иметь более высокое поглощение воды.

 

Аморфные вещества в быту, технике

 

Использование аморфных веществ наиболее активно осуществляется в области медицины. Например, быстро охлажденный металл активно используется в хирургии.
агодаря событиям, связанным с этим, многие люди получили возможность самостоятельно передвигаться после тяжелых травм. Дело в том, что вещество аморфной структуры является отличным биоматериалом для имплантации в кости. Полученные специальные винты, пластины, штифты, штифты вставляются в случае серьезных переломов. Ранее в хирургии для таких целей использовались сталь и титан. Только позже было замечено, что аморфные вещества очень медленно разлагаются в организме, и это удивительное свойство позволяет восстановить костную ткань. Впоследствии вещество заменяется костью.

Точная механика основана именно на точности, и поэтому ее так и называют. Особенно важную роль в этой отрасли, а также в метрологии играют ультраточные индикаторы измерительных приборов, которые могут быть достигнуты при использовании аморфных тел в приборах. Благодаря точным измерениям в институтах в области механики и физики проводятся лабораторные и научные исследования, получены новые лекарства и улучшены научные знания.

Другим примером использования аморфных веществ являются полимеры. Они могут медленно переходить из твердого состояния в жидкость, в то время как кристаллические полимеры характеризуются температурой плавления, а не температуры размягчения. Каково физическое состояние аморфных полимеров? Если вы обеспечите эти вещества низкой температурой, вы заметите, что они будут в стеклообразном состоянии и будут проявлять свойства твердых веществ. Постепенный нагрев помогает полимерам начать переходить в состояние повышенной упругости.


Аморфные вещества, примеры которых мы только что привели, интенсивно используются в промышленности. Сверхупругое состояние позволяет полимерам деформироваться так, как им нравится, но это состояние достигается благодаря повышенной гибкости звеньев и молекул. Дальнейшее повышение температуры приводит к тому, что полимер приобретает еще более упругие свойства. Он начинает переходить в особое жидкое и вязкое состояние.

Если вы оставите ситуацию без контроля и не предотвратите дальнейшее повышение температуры, полимер подвергнется разрушению, то есть разрушению. Вязкое состояние указывает на то, что все макромолекулярные единицы очень подвижны. Когда молекула полимера течет, единицы не только распрямляются, но и очень близко подходят друг к другу. Межмолекулярное воздействие превращает полимер в твердое вещество (каучук). Такой процесс называется механическим стеклованием. Полученное вещество используется для производства пленок и волокон.

На основе полимеров, полиамидов могут быть получены полиакрилонитрилы. Чтобы сделать полимерную пленку, нужно протолкнуть полимеры через фильеры, которые имеют щелевидное отверстие, и нанести на ленту. Таким образом, изготавливаются упаковочные материалы и ленточные основы. Полимеры также включают различные лаки (образующие пену в органическом растворителе), клеи и другие связующие материалы, композиты (полимерная основа с наполнителем) и пластмассы.


Аморфные вещества прочно укоренились в нашей жизни. Они используются везде.

Различные основы для изготовления лаков, клея, пластмассовых изделий (фенолформальдегидные смолы).

Эластомеры или синтетические каучуки.

Электроизоляционный материал — поливинилхлорид, или всем известные пластиковые окна из ПВХ. Он устойчив к пожарам, так как считается трудногорючим, обладает повышенной механической прочностью и электроизоляционными свойствами.

Полиамид — вещество с очень высокой прочностью, износостойкостью. Характеризуется высокими диэлектрическими характеристиками.

Оргстекло или полиметилметакрилат. Мы можем использовать его в области электротехники или в качестве материала для конструкций.

Фторопласт, или политетрафторэтилен, является известным диэлектриком, который не проявляет растворяющих свойств в растворителях органического происхождения. Широкий температурный диапазон и хорошие диэлектрические свойства позволяют использовать его в качестве гидрофобного или антифрикционного материала.

Полистирол. Этот материал не подвержен воздействию кислот. Его, как и фторопласт и полиамид, можно считать изолятором. Очень прочный в отношении механических нагрузок. Полистирол используется везде. Например, он хорошо зарекомендовал себя как конструкционный и электроизоляционный материал. Используется в электротехнике и радиотехнике.


Вероятно, самым известным полимером для нас является полиэтилен. Материал устойчив к воздействию агрессивных сред, абсолютно не пропускает влагу. Если упаковка изготовлена ​​из полиэтилена, вы можете не бояться, что ее содержимое испортится под воздействием сильного дождя. Полиэтилен также является диэлектриком. Его применение обширно. Из него изготавливаются трубные конструкции, различные электротехнические изделия, изоляционная пленка, оболочки для телефонных и силовых кабелей, детали для радио и другого оборудования.

Полихлорвинил является высокополимерным веществом. Это синтетический и термопластичный. Он имеет структуру асимметричных молекул. Почти не пропускает воду и производится прессованием штамповкой и формовкой. Поливинилхлорид чаще всего используется в электротехнической промышленности. На его основе созданы различные теплоизоляционные шланги и шланги для химической защиты, аккумуляторные батареи, изоляционные гильзы и прокладки, провода и кабели. Поливинилхлорид также является отличным заменителем вредного свинца. Его нельзя использовать в качестве высокочастотных цепей в виде диэлектрика. И все благодаря тому, что в этом случае показатели диэлектрических потерь будут высокими. Обладает высокой проводимостью.

 

Заключение

 

Как известно, такие промышленные материалы, как керамогранит, керамическая плитка, каменное литье и керамика, являются аморфно-кристаллическими веществами, поскольку содержат в своем составе стекловидные фазы и одновременно кристаллы. Следует отметить, что свойства материалов не зависят от содержания в нем стеклянных фаз.


Хорошо известно, что существует четыре агрегатных состояния: твердое, жидкое, газообразное и плазменное. Аморфные твердые вещества также могут быть кристаллическими. При такой структуре может наблюдаться пространственная периодичность в расположении частиц. Эти частицы в кристаллах могут совершать периодические движения. Во всех телах, которые мы наблюдаем в газообразном или жидком состоянии, можно заметить движение частиц в виде хаотического беспорядка.

Аморфные твердые вещества (например, металлы в конденсированном состоянии: эбонит, изделия из стекла, смолы) можно назвать замороженными жидкостями, потому что, когда они меняют форму, вы можете заметить такую характерную особенность, как вязкость.

Источник: natalibrilenova.ru

Структура аморфных тел

В телах, находящихся в аморфном состоянии, отсутствует четкий порядок расположения атомов. Существует только, так называемый ближний порядок, когда ближайшие атомы располагаются относительно упорядоченно. По своей структуре аморфные вещества похожи на жидкости.

Укажите аморфное вещество

Рис. 1. Внутреннее строение (решетка) кристаллического твердого тела и структура аморфного тела.

Аморфное состояние вещества, в отличие от кристаллического, не является устойчивым. По прошествии некоторого времени аморфное вещество постепенно переходит в кристаллическое. Правда, это время измеряется годами и десятилетиями.

В аморфном состоянии могут находиться и такие вещества, которые обычно имеют кристаллическую структуру. Например, кристалл кварца SiO2 если его расплавить (при температуре 17000С), при охлаждении образует плавленый кварц, имеющий меньшую плотность, чем кристаллический, и обладающий свойствами одинаковыми по всем направлениям, притом сильно отличающимися от свойств кристаллического кварца.

Примеры аморфных тел

Аморфными являются огромное количество веществ. Вот только некоторые, хорошо известные вещества: парафин, воск, сургуч, эбонит, шоколад, канифоль, смола, стекло, плексиглас, каучук, стекло, различные пластмассы.

Укажите аморфное вещество

Рис. 2. Примеры аморфных веществ.

Свойства аморфных тел

В силу своего строения, в отличие от кристаллических тел, аморфные тела обладают следующими основными свойствами:

  • Аморфные вещества изотропны по всем направлениям. Это означает, что все физические свойства (тепловые, электрические, оптические, механические) аморфных тел оказываются абсолютно одинаковы независимо от направления.
  • Текучесть — это пример свойства этих тел, который визуально можно наблюдать в виде потеков на стекле, долго простоявшем в окне.
  • Отсутствие определенной температуры плавления.

    Фазовый переход в жидкое состояние происходит постепенно, по мере размягчения аморфного тела.

  • В аморфном состоянии вещество обладает большей внутренней энергией, чем в кристалле. Поэтому аморфные тела обладают способностью переходить в кристаллическое состояние. Хорошо известный пример этого явления — помутнение стекла с течением времени. Это помутнение связано с появлением внутри стекла мелких кристалликов, оптические параметры которых иные, чем окружающей их аморфной среды.

Укажите аморфное вещество

Рис. 3. Графики перехода аморфного и кристаллического тел в жидкое состояние.

Есть вещества, обладающие одновременно свойствами и жидкости и кристалла, а именно текучестью и анизотропией. Такое состояние вещества называется жидкокристаллическим. В основном жидкими кристаллами являются органические вещества, молекулы которых имеют форму плоских пластин или нитевидную форму. Эти вещества являются основой для жидкокристаллических экранов телевизоров.

Источник: Sprint-Olympic.ru

Твердое тело является одним из трех основных состояний материи, наряду с жидкостью и газом. Материя — это вещество вселенной, атомы, молекулы и ионы, которые составляют все физические вещества. В твердом теле, эти частицы плотно упакованы вместе и не могут свободно перемещаться внутри вещества. Молекулярное движение для частиц в твердом теле ограничено очень малыми колебаниями атомов вокруг их фиксированных положений; поэтому твердые тела имеют фиксированную форму, которую трудно изменить. Твердые тела также имеют определенный объем, то есть они сохраняют свой размер независимо от того, как вы пытаетесь их изменить. 

Твердые вещества делятся на две основные категории: кристаллические твердые вещества и аморфные твердые вещества, основанные на том, как расположены частицы.

Кристаллические твердые вещества

Кристаллические твердые вещества или кристаллы рассматриваются как настоящие твердые тела. Минералы представляют собой кристаллические твердые вещества. Обычная поваренная соль является одним из примеров такого твердого вещества. В кристаллических твердых телах атомы, ионы или молекулы расположены упорядоченно и симметрично во всем кристалле. Самая маленькая повторяющаяся структура твердого тела называется элементарной ячейкой, которая похожа на кирпич в стене. Элементарные ячейки объединяются в сеть, называемую кристаллической решеткой. Существует 14 типов решеток, называемых решетками Браве (названных в честь Августа Браве, французского физика 19-го века), и они классифицируются на семь кристаллических систем, основанных на расположении атомов — кубическую, гексагональную, тетрагональную, ромбоэдрическую, орторомбическую, моноклинную и триклинную.

Кроме регулярного расположения частиц, твердые тела обладают несколькими другими характерными свойствами. Они, как правило, вообще несжимаемы, а это означает то, что их нельзя сжать в более мелкую форму. Из-за повторяющейся геометрической структуры кристалла, все связи между частицами имеют равную силу. Это значит, что кристаллическое твердое тело будет иметь определенную точку плавления, поскольку применение тепла одновременно разрушит все связи.

Кристаллические твердые вещества также проявляют анизотропию. Это означает, что такие свойства, как показатель преломления (сколько света изгибается при прохождении вещества), проводимость (насколько хорошо он проводит электричество) и прочность на растяжение (сила, необходимая для его разрыва), будут варьироваться в зависимости от направления, от которого была применена сила. Кристаллические твердые вещества также проявляют свойство расщепления — при разрыве части будут иметь выровненную поверхность или прямые края.

Типы кристаллических твердых веществ

Существует четыре типа кристаллических твердых тел: ионные твердые тела, молекулярные твердые тела, сетевые ковалентные твердые тела и металлические твердые тела.

Ионные твердые тела

Ионные соединения образуют кристаллы, которые состоят из противоположно заряженных ионов — положительно заряженного катиона и отрицательно заряженного аниона. Из-за сильного притяжения между противоположными зарядами требуется много энергии для преодоления ионных связей. Это означает, что ионные соединения имеют очень высокую температуру плавления, часто между 300 и 1000 градусов по Цельсию.

Хотя сами кристаллы являются твердыми, хрупкими и непроводящими, большинство ионных соединений можно растворить в воде, образуя раствор свободных ионов, который будет проводить электричество. Они могут быть простыми двойными солями, такими как хлорид натрия NaCl или поваренная соль, где один атом металлического элемента — натрия, связан с одним атомом неметаллического элемента — хлора. Они также могут состоять из многоатомных ионов, таких как нитрат аммония NH4NO3. Многоатомные ионы представляют собой группы атомов, которые разделяют электроны — это называется ковалентная связь, они функционируют в соединении, как если бы они составляли один заряженный ион.

Молекулярные твердые вещества

Молекулярные твердые вещества состоят из ковалентно связанных молекул, притягиваемых друг к другу электростатическими силами — это называется Силы ВандерВаальса. Поскольку ковалентная связь предполагает совместное использование электронов, а не прямой перенос этих частиц, общие электроны могут проводить больше времени в электронном облаке более крупного атома, вызывая слабую или смещающуюся полярность. Это электростатическое притяжение между двумя полюсами — диполями, значительно слабее, чем ионное или ковалентное связывание, поэтому молекулярные твердые тела, как правило, мягче, чем ионные кристаллы, и имеют более низкие точки плавления — многие из них будут плавиться при температуре менее 100°C. Большинство молекулярных твердых веществ неполярны. Эти неполярные молекулярные твердые вещества не будут растворяться в воде, но будут растворяться в неполярном растворителе, таком как бензол и октан. Полярные молекулярные твердые вещества, такие как сахар, легко растворяются в воде. Молекулярные твердые тела являются непроводящими.

Примеры молекулярных твердых веществ — лед, сахар, галогены, такие как твердый хлор Cl2, соединения, состоящие из галогена и водорода, такие как хлористый водород HCl. Фуллерены также являются молекулярными твердыми веществами.

Ковалентные твердые вещества

В сплошной структуре твердого тела нет отдельных молекул. Атомы ковалентно связаны в непрерывной сети, что в свою очередь приводит к кристаллической структуре. Каждый атом ковалентно связан со всеми окружающими атомами. Ковалентные твердые тела обладают свойствами, аналогичными свойствам ионных твердых тел. Они очень твердые с чрезвычайно высокими температурами плавления, обычно выше 1000 градусов по Цельсию. В отличии от ионных соединений, они не растворяются в воде и не проводят электричество.

Примеры ковалентные твердых веществ — алмазы, аметисты и рубины.

Металлические твердые вещества

Металлы представляют собой непрозрачные, блестящие твердые вещества, которые являются пластичными. Они мягкие и могут быть сформированы или спрессованы в тонкие листы, или даже втянуты в провода. Валентные электроны не передаются и не распределяются, поскольку находятся в ионной и ковалентной связи. Электронные облака соседних атомов перекрываются, так что электроны становятся делокализованными. Электроны перемещаются с относительной свободой от одного атома к другому по всему кристаллу.

Металл можно описать как решетку положительных катионов в "море" отрицательных электронов. Эта подвижность электронов означает, что металлы обладают высокой проводимостью тепла и электричества. Металлы, как правило, имеют высокие точки плавления, хотя заметными исключениями являются ртуть, температура плавления которой составляет минус 38,8 градуса по Цельсию, и фосфор с температурой плавления 44 градуса по Цельсию.

Сплав представляет собой твердую смесь металлического элемента с другим веществом. Хотя чистые металлы могут быть чрезмерно податливыми и тяжелыми, сплавы являются более используемыми. Бронза — сплав меди и олова, а сталь — сплав железа, углерода и других добавок.

Источник: zen.yandex.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.