Katı madde, özellikleri, yapı, yoğunluk ve örnekler

vücut oluşturabilirler ve bir hacme sahiptir katı arama bu gibi maddeler. sıvı ve gazların, kendi şekli ile ayırt edilir. Katı maddeler nedeniyle parçacıkların serbestçe hareket mümkün değildir gerçeğine vücut şeklini muhafaza eder. Bunlar yoğunluğu, süneklik, elektriksel iletkenlik ve renk farklıdır. Onlar da başka özellikleri de vardır. Örneğin, bu maddeler çoğu sıvı agrega durumunu elde ısıtma sırasında eritilir. Bazıları hemen gaz haline ısıtıldığında (süblime). Ama aynı zamanda diğer maddelere yıkmak olanlar vardır.

katı tipleri

Bütün katı maddeler, iki gruba ayrılır.

1. Amorf, ki burada tek tek parçacıklarının rastgele düzenlenir. Başka bir deyişle, bunlar açık bir (özel) bir yapıya sahip değildir. Bu katı maddeler, bir tavsiye edilen belirli bir sıcaklık aralığında eritilebilir. Bunlardan en yaygın cam ve reçine içerir.
2. atom, molekül, iyonik, metalik: sırayla 4 tipe ayrılırlar Kristal. parçacıklar, yani, kristal kafeslerinde, yalnızca belirli bir desen bulunmaktadır. Farklı maddeler Bu geometri, büyük ölçüde değişebilir.

Kristalin katı madde sayıları amorf üzerinde etkili olmaktadır.

Kristal halindeki katı maddelerin türleri

pratik olarak bütün katı maddeler, bir kristal yapıya sahiptir. Onlar kendi yapısında farklılık gösterir. Bunu kristal olarak kafes düğümleri çeşitli partiküller ve kimyasal maddeler içerir. Onlara göre, ve onlar isimlerini aldı. Her tür bunun için belirli özelliklere sahiptir:

• Atomik kristal kafes katı parçacıkların bir kovalent bağ ile birbirine bağlanmıştır. Bu gücünü ile ayırt edilir. Buna bağlı olarak, bu maddeler, yüksek olan bir erime noktasına ve kaynama. Bu tür kuvars ve elmas içerir.
• partiküller arasındaki moleküler bağın kristal kafes içinde zayıflığı ile karakterize edilir. Bu tür maddeler, erime ve kaynama kolaylığı ile karakterize edilir. burada belirli bir koku nedeniyle Bunlar, uçuculuğu ile karakterize edilir. Bu katı maddeler, buz, şeker bulunmaktadır. Bu tür katı moleküllerin hareket aktiviteleri ile karakterize edilir.
• iyonik kristal kafes düğümlerinde pozitif ve negatif yüklü ilgili parçacıklar alternatif. Onlar elektrostatik çekim ile düzenlenmektedir. Bu kafes tipi alkali, tuzlar, var olan temel oksitleri. Bu tür bir çok madde, su içinde kolaylıkla çözünebilir. nedeniyle iyonlar arasındaki oldukça güçlü bir bağ refrakter vardır. bunlar olmayan dalgalanmalar, özelliği, çünkü hemen hemen hepsi, kokusuzdur. serbest elektronlar bileşimde olduğu gibi, elektrik akımını iletmeyen mümkün iyonik kafes olan maddeler. Katı iyon tipik bir örneği, - bir tuzu. Böyle bir kristal kafes kırılgan verir. Bu, kayma herhangi bir iyon itici kuvvetler yol açtığı gerçeğinden kaynaklanmaktadır.
• Metalik kristal kafes sadece kimyasal iyonları pozitif yüklü düğümleri içinde mevcut bulunmaktadır. Bunlar arasında mükemmel ısı ve elektrik enerjisi geçtiği serbest elektronlar bulunmaktadır. Bu nedenle bu tür iletkenlik gibi herhangi metaller farklı özellik.

Katı genel kavramları

Katılar ve maddeler - pratikte aynı şey. Bu terimler, agregasyon 4 durumlardan birine anılacaktır. Katı maddeler stabil bir formu ve atomların termal hareketinin karaktere sahiptir. ikinci dengeli halde yakın küçük salınımlar olun. bilimleri, ve iç yapı çalışması ile ilgili Şubesi, katı-hal fiziği anılacaktır. Bu tür maddelere karışan bilginin diğer önemli alan vardır. dış etkilerden ve deforme olabilen cisimlerin hareket olarak adlandırılan mekanik olarak şekli değişen.

Nedeniyle katıların değişik özelliklere, bunlar insanın yarattığı çeşitli makinalar kullanılmaktadır. Çoğu zaman kullanımları temeli sertlik, hacim, kütle, esneklik, esneklik, kırılganlık gibi özellikler yalnızca edildi. Modern bilim kullanılan ve sadece laboratuarda tespit edilebilir katıların diğer nitelikleri edilebilir.

Kristal nedir

Kristaller - bir düzeni parçacıklar içinde yerleştirilmiş bir katı bir gövde. Her kimyasal kendi yapıya sahiptir. Bu atomlar kafes adı verilen bir üç boyutlu periyodik istif oluşturur. Katı maddeler, farklı bir yapı simetrisine sahiptir. potansiyel enerjinin minimum miktarda sahip olduğundan Katı kristal hal, istikrarlı olarak kabul edilir.

Katı maddelerin (doğal) büyük çoğunluğu rasgele yönlendirilmiş bireysel taneler (kristalitler) büyük sayıda oluşur. Bu tür maddeler polikristal olarak adlandırılır. Bunlar teknik alaşımlar ve metaller yanı sıra kayaların bir sürü içerir. Monokristal doğal veya sentetik tek kristaller olarak adlandırılan.

en çok bu tür katı nesneler sıvı fazın halde oluşturulduğu olarak, eriyik ya da çözelti sunulmuştur. Bazen gaz haline türetilmiştir. Bu işlem kristalizasyon olarak adlandırılır. çeşitli maddelerin üretim işlemi (sentez) bilimsel ve teknik ilerleme sayesinde bir endüstriyel ölçekte üretilir. Kristallerin çoğu doğal şekline sahiptir düzenli polyhedron. Onların boyutları büyük ölçüde değişmektedir. Birkaç gram kadar - Örneğin, doğal kuvars (kaya kristali) yüzlerce kilo ve elmas kadar ağır olabilir.

Amorf katılar atomlar çevresinde sürekli salınım rastgele bulunan noktalarda bulunmaktadır. Bazı kısa menzilli sırasını depolamak, ancak hiçbir uzun menzilli. Bu, molekülleri boyutu ile karşılaştırılabilir bir mesafede düzenlenmiş olmasından kaynaklanmaktadır. Bu bizim yaşam örneğinde en yaygın katı camsı durumudur. Amorf malzemeler çoğunlukla sonsuz büyüklükte bir viskoziteye sahip bir sıvı olarak kabul edilir. kristalleşme süresi bazen gösterilmeyen şekilde büyüktür.

bu maddelerin yukarıdaki özellikleri onları benzersiz kılan bu. üzerinde zaman kristal hale geçebiliriz çünkü Amorf katılar kararsız olarak kabul edilir.

Yüksek yoğunluklu ile dolu bir katı madde içerdiği ve molekül, atom,. Pratik olarak, diğer tanecikler için görece konumunu korumak ve moleküller arası etkileşim ile bir arada tutulur. Farklı yönlerde katı molekülleri arasındaki mesafe kristal kafes parametresi olarak adlandırılır. madde ve simetri yapısı, elektron bant, yarılma ve optik gibi özelliklerin bir çok tanımlar. Katı yeterince büyük kuvvetlere maruz kaldığında, bu özellikler daha fazla veya daha az ihlal olabilir. Ne zaman bir katı müsait kalıntı deformasyonu.

Katı cisimlerin atomuna termal enerji sahip dolayı olan, salınım yapmaktadır. onlar önemsiz olduğundan, sadece laboratuvar koşullarında gözlemlenebilir. moleküler yapısı katı, büyük ölçüde özelliklerini etkiler.

Katıların çalışma

Bu malzemelerin özellikleri özellikleri, kalite ve parçacık hareketi katı halinin çeşitli alt bölümler incelenmiştir.

Çalışma kullanılan için: Radyo spektroskopisi, yapısal analiz X-ışınları ve başka yöntemler kullanarak. Bu nedenle katıların, mekanik, fiziksel ve termal özelliklerini incelemek. Sertlik, stres direnci, çekme mukavemeti, faz dönüşüm malzemeler inceler. Büyük ölçüde katıların fiziği ile örtüşmektedir. bir başka önemli modern bilim yoktur. Mevcut ve katı hal kimyası düzenlenen yeni maddeler sentezleme incelenmesi.

Özellikler katılar

Karakter hareketi dış elektron katı atomuna elektriksel, örneğin, kendi özelliklerinden bir çoğunu belirler. bu kurumların 5 sınıfa ayrılır. Bunlar atomu türüne bağlı olarak ayarlanır:

• İyonik, temel özelliği olan elektrostatik çekim gücüdür. Onun özellikleri: kızılötesi bölgede yansıma ve ışık emilimi. Düşük sıcaklıkta, iyonik bağ, düşük elektrik iletkenliği ile karakterize edilir. Bu tür bir malzemenin bir örneği, hidroklorik asit (NaCl), sodyum tuzudur.
• Kovalent iki atomu ait bir elektron çiftinin, pahasına gerçekleştirilir. Böyle bir bağlantı ayrılır: tek (tek), çift ve üç. Bu isimler elektron çifti (1, 2, 3) mevcudiyetini gösterir. İkili ve üçlü bağlar katlarına denir. Grubun başka bir bölümü vardır. Bu nedenle, izole edilmiş polar ve polar olmayan bağın elektron yoğunluğu dağılımına bağlı olarak değişir. İlk farklı atomlar tarafından oluşturulan ve ikinci bir - buna eşittir. bunların örnekleri madde, bu tür bir katı hal - bir elmas (C) ve Silisyum (Si), onun yoğunluğu ile karakterize edilir. En katı kristaller sadece kovalent bağ vardır.
• Metal atomu valans elektronuna birleştirilmesi ile oluşturulan. Bunun bir sonucu olarak, bir elektrik gerilim etkisi altında yerleştirilmiş olan bir toplam elektron bulutu vardır. Metal bağ olduğunda bağlama atom uzunluğundadır oluşturulur. onlar elektronları bağış yapma olanağına olduğuna. Pek çok metal, bu bağın kompleks bileşikleri maddenin katı halde oluşturulur. Örnekler: sodyum, baryum, alüminyum, bakır, altın. AlCr _2, Ca _2, Cu, Zn _{5 8:} Metal olmayan bileşikler _şunlardır. bir metal bağlama (metaller) olan maddeler fiziksel özelliklerde çeşitlidir. Bunlar (W, Nb), çok sert, (Na, K), yumuşak, (Hg) bir sıvı olabilir.
• Moleküler maddenin ayrı moleküller oluşturulur kristaller ortaya çıkan. Sıfır elektron yoğunluğuna sahip moleküller arasındaki boşluklar ile karakterize edilir. Bu kristallerin Kuvvet bağlama atomuna dikkate değerdir. Aynı molekül de birbirlerini zayıf arası çekim çekilir. Aralarındaki bağlantılar kolayca ısı ile yok edilir nedeni budur. atomlar arasındaki bağlantıları çok daha zor daraltmak. Moleküler bağ yönlendirme, dispersiyon ve indüksiyon ayrılmıştır. bu tür bir katı maddenin bir örneği, metandır.
• pozitif polarlanmış atomu ya da molekül ve bir molekül ya da başka parçaların negatif olarak polarize küçük parçacık arasında meydana hidrojen,. Bu ilişkiler buz atfedilebilir.

Özellikler katılar

Bugün ne biliyoruz? Bilim adamları, katı haldeki maddelerin özelliklerini inceleyerek edilmiştir. Ne zaman sıcaklıklara maruz ve bunu değiştirmesini. vücut sıvısı geçiş erime denir. gaz halde katı dönüşüm süblime olarak adlandırılır. azalan sıcaklık ile katı kristalleşme meydana gelir. amorf faz transfer soğuk etkisinde Bazı maddeler. Bu süreç vitrifikasyon bilim adamları denir.

faz geçişleri katıların iç yapısını değiştirir. En yüksek sipariş o sıcaklık düşürülür edinir. atmosferik basınçta ve sıcaklıkta T> 0 K, doğada var olan herhangi bir madde olarak, katılaşır. 24 atm basınca gerekli kristalleşme olan sadece helyum, bu kuralın bir istisnası.

Katı hal buna farklı fiziksel özellikler kazandırmaktadır. Bunlar belirli alanlarda ve güçlerin etkisi altında organlarının spesifik davranışını tanımlar. Bu özellikler gruba ayrılır. 3 enerji (mekanik, termal, elektromanyetik) üç tip karşılık gelen poz yöntemi ayırın. Bu duruma göre katı maddeler fiziksel özelliklerinin üç grup vardır:

• stres ve organların deformasyona bağlı mekanik özellikleri. Bu kriterlere göre, katı, elastik, reolojik, mukavemet ve teknoloji ayrılır. geri kalan vücut şeklini korur, fakat bir dış kuvvet ile değiştirilebilir. Bu durumda, plastik deformasyon (başlangıç görünüşüdür döndürülür), elastik (orjinal şekline geri dönmesini) ya da yıkıcı (belirli bir eşik bozunur / mola) olabilir. bu çabalar elastik modüle tarif inceleyin. Katı germe, sıkıştırma direnir, ama aynı zamanda büküm ve bükme, zenginleştirir. sert gövde kuvveti yok mülkünün çağrı karşı.
• Termal termal alanların etkisi altında ortaya. Vücut sıvı hale dönüştürür olan erime noktasına, - En önemli özelliklerden biri. Bu kristalin katı gözlenmiştir. Sıcaklık yavaş yavaş yükseltilir Amorf gövdeler sıvı hale geçişle olarak, füzyon gizli ısı sahiptirler. belirli bir ısı amorf gövde ulaşan elastikiyetini kaybeder ve plastisite olur üzerine. Bu durum, bunların cam geçiş sıcaklığının elde edilmesini ifade eder. Isıtma rijit gövde deformasyonu olduğu zaman. Ayrıca, sık sık genişler. Kantitatif olarak, bu durum, belirli bir faktör ile karakterize edilir. Vücut sıcaklığı, akışkanlık, esneklik, sertlik ve mukavemet gibi, mekanik özellikleri de olumsuz etkilenmektedir.
• Elektromanyetik bir katı mikropartiküller akışları ve yüksek sertlik elektromanyetik dalgalara maruz kalma ile ilişkili. Bu göz altına ve ışınımsal özelliklerini içerir.

bant yapısı

Katılar, sınıflandırılmış ve sözde bant yapısı bulundu. Yani, aralarında ayırt edilir:

• İletkenler, iletkenlik ve değerlik grupları örtüşür, karakterize edici özelliği. Böylece elektronlar en küçük enerji veren, bunlar arasında geçiş yapabilirsiniz. iletkenler için tüm metallerdir. bir elektrik akımı (nedeniyle en düşük ve en yüksek potansiyele sahip nokta arasında elektron serbest hareketine) bu tür bir potansiyel farkı gövdesine oluşturulduğu zaman.
• alanlar örtüşmeyen Dielektrikler. aralarında aralık 4 eV daha büyüktür. büyük enerji iletim bandı gerektirecek değerlik elektronları yürütmek. Bu özelliklerin sayesinde neredeyse iletken olmayan yalıtkanlar.
• İletkenler, iletim ve valans bantlarının olmaması ile karakterize edilir. aralarında aralık 4 eV daha küçüktür. iletim bandına valans elektronlarının transferi için dielektrikler daha az enerji gerekir. Saf (alaşımsız ve özfonksiyonlar) yarı iletkenler kötü akım geçirilir.

katı moleküler hareket bunların elektromanyetik özelliklere neden olur.

diğer özellikler

Katı bölünmüş ve manyetik özellikleri vardır. Üç grup vardır:

• sıcaklık ya da agregasyon durumu üzerinde çok az bağlıdır diyamanyetik özellikleri.
• Paramanyetik, iletim elektron ve atomlu Manyetik anlar yöneliminden kaynaklanan. duyarlılıkları Curie göre sıcaklık azalır. Bu durumda, 300 K 10 ^{olarak -5 ° C'dir.}
• atomlu uzun ölçekli düzeni olan sıralı bir yapıya sahip bir manyetik gövde. kafesin düğümleri olarak periyodik Manyetik anlar ile parçacıklar düzenlenir. Bu katı maddeler ve maddeler sıklıkla insan aktivitesi farklı alanlarında kullanılan.

Doğada sert maddedir

Bunlar nelerdir? Katılar, yoğunluğu büyük ölçüde sertliklerinin belirler. Son yıllarda, bilim adamları olduğunu iddia çeşitli malzemeler keşfettiler "en dayanıklı gövde." En katı - bu elmas yaklaşık 1,5 kat daha sert, (fulleren ile kristal molekülleri) fullerite. Ne yazık ki, sadece çok küçük miktarlarda kullanılabilir durumdadır.

Bugüne kadar, daha sonra sanayide kullanılabilir sert maddedir, - lonsdalite (altıgen elmas). O elmastan daha% 58 daha zordur. Lonsdalite - karbon alotropik modifikasyonu. Onun kristal kafes bir elmas çok benzer. Lonsdaleite hücre 4 atom içeren, ancak elmas - yaygın olarak kullanılan kristallerden 8. bugün zor elmas.