Pevných látok: vlastnosti, štruktúra, hustota a príklady

Pevné volanie také látky, ktoré sú schopné tvoriť telo a majú objem. Kvapalín a plynov, ktoré sa vyznačujú svojím tvarom. Pevné látky zachovávajú tvar tela vzhľadom k tomu, že ich častice nie sú schopné sa voľne pohybovať. Líšia sa ich hustota, ťažnosť, elektrická vodivosť a farby. Majú tiež ďalšie vlastnosti. Napríklad, väčšina z týchto látok, sa roztaví pri ohreve, získanie kvapalného skupenstva. Niektoré z nich sa pri zahriatí ihneď splyňuje (sublimuje). Ale sú tu aj tie, ktoré rozkladajú do ďalších látok.

Druhy pevných látok

Všetky pevné látky boli rozdelené do dvoch skupín.

1. Amorfný, v ktorom sú jednotlivé častice sú usporiadané náhodne. Inými slovami, nemajú jasnú (špecifická) štruktúru. Tieto pevné látky môžu byť tavené v určitej vopred stanovenej teplotnom intervale. Najbežnejšou z nich patrí sklo a živice.
2. Crystal, ktoré sú ďalej rozdelené do 4 skupín: atómová, molekulárnej, iónové, kovové. Častice sa nachádzajú iba v určitom vzore, a to v kryštálovej mriežke. Jeho geometrie v rôznych látok, sa môže značne líšiť.

Kryštalické pevné látky prevažujú nad amorfný v ich počte.

Druhy kryštalickej pevnej látky

Prakticky vo všetkých pevnej látky majú kryštalickú štruktúru. Líšia sa vo svojej štruktúre. Vo svojej kryštálovej mriežke uzly obsahujú rôzne častice a chemikálie. To je v súlade s nimi, a oni dostali ich mená. Každý typ má svoje špecifické vlastnosti, pre neho:

• Atómové kryštálová mriežka pevné častice spojené kovalentnou väzbou. To sa vyznačuje pevnosťou. Vzhľadom k tomu, tieto látky majú vysoký bod topenia a varu. Tento typ zahŕňa kremeň a diamant.
• V kryštálovej mriežke molekulárnej väzby medzi časticami sa vyznačuje svojou slabosť. Látky tohto typu sa vyznačujú jednoduchou topenia a varu. Vyznačujú sa volatilitou, v dôsledku čoho majú určitú vôňu. Tieto pevné látky sú ľad, cukor. Pohyb molekúl v pevnej látky tohto typu sa vyznačujú ich činnosti.
• Iónový kryštálová mriežka v uzloch striedajú príslušnej častice nabité pozitívne a negatívne. Sú držané elektrostatickú príťažlivosťou. Tento typ mreža existuje v zásad, solí, základné oxidy. Mnoho látok tohto typu sú ľahko rozpustné vo vode. Vzhľadom na pomerne silná väzba medzi iónmi nereagujú. Takmer všetky z nich sú bez zápachu, pretože sa vyznačujú mimo volatilitou. Látky s iónové mriežky nie je schopná viesť elektrický prúd, rovnako ako v ich zložení žiadne voľné elektróny. Typickým príkladom pevné ión - soľ. Takýto kryštálová mriežka dáva to krehký. To je spôsobené tým, že by niektorý z jeho posun môže spôsobiť iónové odpudivé sily.
• Kovová kryštálová mriežka iba chemické ióny sú prítomné v uzloch, pozitívne nabité. Medzi nimi sú voľné elektróny, ktorými prechádza vynikajúce tepelné a elektrickej energie. To je dôvod, prečo všetky kovy odlišné funkcie, ako je vodivosť.

Všeobecné pojmy pevný

Pevné látky a látky - je to prakticky to isté. Tieto termíny uvedené jednej zo 4 štátov agregácie. Telesá majú stabilnú formu a charakter tepelného pohybu atómov. Ten vykonať drobné oscilácie blízkosti rovnovážnych polôh. Vedný odbor zaoberajúci sa štúdiom zloženia a vnútornej štruktúry, označované ako fyziky pevných látok. Existujú aj iné dôležité oblasti vedomostí zapojených do týchto látok. Zmenou tvaru pôsobením vonkajších vplyvov a pohybových nazýva mechaniky poddajných telies.

Vzhľadom na rôzne vlastností pevných látok, ktoré boli použité v rôznych technických zariadeniach vytvorených človekom. Najčastejšie je základom ich použitie, boli vlastnosti, ako je tvrdosť, objemu, hmotnosti, pružnosť, plasticita, krehkosti. Moderná veda môžu byť použité aj ďalšie vlastnosti tuhých látok, ktoré môžu byť detekované iba v laboratóriu.

Čo je kryštál

Kryštály - pevné teleso umiestnené v určitom poradí častíc. Každá chemická látka má svoju vlastnú štruktúru. Jeho atómy tvoria trojrozmerný periodickej stohovanie názvom mriežka. Pevné látky majú inú štruktúru symetriu. Pevné kryštalický stav je považovaná za stabilnú, pretože má minimálne množstvo potenciálnej energie.

Drvivá väčšina pevných materiálov (prírodný), sa skladá z veľkého počtu náhodne orientovaných jednotlivých zŕn (kryštálmi). Tieto látky sa nazývajú polykryštalické. Patrí medzi ne technické zliatiny a kovy, rovnako ako veľké množstvo kameňov. Monokryštalický nazýva prírodné alebo syntetické monokryštálov.

Vo väčšine takýchto pevné telesá sú vytvorené zo stavu kvapalnej fázy, predložený taveniny alebo roztoku. Niekedy sú odvodené od plynného skupenstva. Tento proces sa nazýva kryštalizácie. Vďaka vedeckému a technickému pokroku postupu kultivácie (syntéza) rôznych látok vyrába v priemyselnom meradle. Väčšina kryštálov má prirodzený tvar pravidelného mnohostena. Ich veľkosť sa veľmi líšia. Napríklad prírodný kremeň (krištáľ) môže vážiť až stovky kilogramov a diamanty - až niekoľko gramov.

V amorfných pevných látkach, atómy sú v neustálom oscilácie okolo náhodne umiestnených bodov. Ukladajú trochu na krátku vzdialenosť, ale nie dlhého doletu. To je spôsobené tým, že ich molekuly sú usporiadané vo vzdialenosti, ktorá môže byť v porovnaní s ich veľkosťou. Najbežnejším v našom živote príklade sa jedná o pevný sklený stav. Amorfné materiály sú často považované za kvapalina s nekonečne veľké viskozity. Doba kryštalizácie je niekedy tak veľký, že nie je zobrazené.

Že vyššie uvedené vlastnosti týchto látok, aby boli jedinečné. Amorfné pevné látky sú považované za nestabilné, pretože v priebehu času môže ísť do kryštalickom stave.

Molekuly, atómy, z ktorých obsahuje pevný balené s vysokou hustotou. Prakticky udržiavať ich relatívnej pozície vzhľadom na iné častice, a sú držané pohromade intermolekulární interakcie. v rôznych smeroch je vzdialenosť medzi molekulami pevná látka sa označuje ako parameter kryštálová mriežka. Štruktúra látky a jej symetria definujú množinu vlastností, ako je elektrónový pásma, štiepenie a optiky. Pri vystavení pevné dostatočne veľkej sily, tieto vlastnosti môžu byť viac či menej porušená. Keď sa táto pevná látka prístupný zvyšková deformácia.

Atómy pevných telies kmitať, čo je vzhľadom na držanie tepelnej energie. Vzhľadom k tomu, že sú zanedbateľné, môžu byť pozorované len v laboratórnych podmienkach. Molekulárna štruktúra pevných látok do značnej miery vplyv na jeho vlastnosti.

Štúdia pevných látok

Vlastnosti týchto materiálov, ich kvalita a častice pohyb študovali rôzne podsekcie pevných látok.

Pre štúdiu použité: rádiové spektroskopiu, štruktúrne analýza za použitia röntgenového žiarenia a ďalšie metódy. Takže študovať mechanické, fyzikálne a tepelné vlastnosti pevných látok. Tvrdosť, odolnosť voči stresu, pevnosť v ťahu, fáza transformácie štúdie materiály. Je to do značnej miery prekrýva s fyzikou pevných látok. Tam je ďalší dôležitý moderná veda. Študovať existujúce a syntézy nových látok držané chémie pevných látok.

Vlastnosti pevných látok

Povaha pohyb vonkajšie elektrónové pevné atómy určuje mnoho z jeho vlastností, napríklad elektricky. Existuje 5 tried takýchto orgánov. Sú stanovené v závislosti od typu atómov:

• Iónové, základné charakteristiky, čo je sila elektrostatickej príťažlivosti. Jeho vlastnosti: odraz a absorpcie svetla v infračervenej oblasti. Pri nízkej teplote, je iónová väzba je charakterizovaná nízkou elektrickou vodivosťou. Príkladom takéhoto materiálu je sodná soľ kyseliny chlorovodíkovej (NaCl).
• Kovalentná vykonáva na úkor elektrónového paru, ktorá je súčasťou oboch atómov. Takáto spojenie sa delia na: single (jedno), dvojitá a trojitá. Tieto názvy ukazujú na prítomnosť elektrónových párov (1, 2, 3). Dvojité a trojité väzby sa nazývajú násobky. Tam je ďalší rozdelenie skupiny. Tak, v závislosti na rozloženie hustoty elektrónov izolované polárne a nepolárne väzbou. Prvá je tvorená rôznymi atómami, a druhá - rovnaké. Také pevné skupenstvo, ktorého príklady sú - diamant (C) a kremíka (Si), vyznačujúci sa tým, jeho hustoty. Väčšina pevné kryštály sú len kovalentná väzbu.
• Kov tvorený kombináciou valenčné elektróny atómov. Výsledkom je, že je celkom mrak elektrónu, ktorý je posunutý pod vplyvom elektrického napätia. Kovová väzba sa vytvorí, keď sa atómy väzbové dlho. Že sú schopní darovať elektróny. Mnoho kovov, komplexné zlúčeniny tejto väzby sa vytvorí pevné skupenstvo. Príklady: sodík, bárium, hliník, meď, zlato. Nekovové zlúčeniny sú nasledujúce: alcR _2, Ca ₂ Cu, Cu ₅ Zn _8. Látky s lepením kovu (kovov) sú rôzne fyzikálne vlastnosti. Môžu byť kvapalina (Hg), mäkké (Na, K), veľmi tvrdé (W, Nb).
• Molekulárna vzniknuté kryštály, ktoré sú vytvorené oddelené molekuly hmoty. To sa vyznačuje tým, medzi molekulami s hustotou nulovou elektrónové medzerami. Silové spájajúcej atómy v týchto kryštálov sú značné. V rovnakej molekuly, ktoré sú priťahované k sebe iba slabú intermolekulární príťažlivosti. To je dôvod, prečo vzťahy medzi nimi sú ľahko zničené teplom. Spojenie medzi atómami zrúti oveľa ťažšie. Molekulárna väzba je rozdelený do orientácia, disperzie a indukciu. Príkladom takejto pevnej látky, je metán.
• Vodík, ktorý sa vyskytuje medzi pozitívne polarizovaných atómov alebo ich molekúl a negatívne polarizované najmenšie častice molekuly alebo iné časti. Tieto vzťahy môžu byť pripísaná ľad.

vlastnosti pevných látok

To, čo vieme dnes? Vedci sa už dlho študuje vlastností pevných látok látok. , Keď je vystavený teplotám a mení ju. Prechod z telesné tekutiny, sa nazýva tavenie. Transformácia pevné látky do plynného stavu, sa nazýva sublimácie. S klesajúcou teplotou dochádza k masívnej kryštalizácii. Niektoré látky pod vplyvom chladu prevedená do amorfné fázy. Tento proces sa nazýva vitrifikácie vedca.

Vo fázových prechodov mení vnútornú štruktúru pevných látok. Najvyššia usporiadanie získava sa teplota zníži. Pri atmosférickom tlaku a pri teplote T> 0 K akákoľvek látka, ktoré existujú v prírode, stuhnúť. Iba hélium, kryštalizácie, ktorá je nevyhnutná na tlak 24 MPa, je výnimka z tohto pravidla.

Polovodičový dáva rôzne fyzikálne vlastnosti. Popisujú špecifické správanie telies pod vplyvom určitých oblastiach a síl. Tieto vlastnosti sú rozdelené do skupín. 3. Pridelenie spôsobu expozície zodpovedajúce trom druhy energie (mechanické, tepelné, elektromagnetické). V súlade s tým, že existujú tri skupiny fyzikálnych vlastností pevných látok:

• Mechanické vlastnosti spojené so stresom a deformácie telies. Podľa týchto kritérií, pevné látky sú rozdelené do gumy, reologické, pevnosť a technológie. Zvyšok je telo si zachováva svoj tvar, ale môže byť zmenený v dôsledku vonkajších vplyvov. V tomto prípade môže byť z plastickej deformácie (počiatočná pohľad nevracia), elastické (sa vracia do pôvodného tvaru) alebo deštruktívne (pri určitej prahovej sa rozkladá / prerušenie). Preskúma tieto snahy opísať moduly pružnosti. Solid nielen odoláva kompresie, strečing, ale aj posuny, krútenie a ohýbanie. pevná tela silu odolať volanie svojho majetku zničeného.
• Thermal prejavujú pod vplyvom teplotných polí. Jednou z najdôležitejších vlastností - bod topenia, pri ktorom telo prevedie do kvapalného stavu. To je pozorované v kryštalických pevných látok. Amorfný orgány majú skupenské teplo topenia, ako ich prechodu do kvapalného stavu, kedy sa teplota zvyšuje postupne. Po dosiahnutí určitého tepla amorfný telo stráca svoju elasticitu a stáva plasticity. Tento stav znamená, že dosiahnutie ich teplotou skleného prechodu. Pri ohreve dôjde k deformácii pevné telo. Okrem toho sa často rozširuje. Kvantitatívne, tento stav sa vyznačuje určitým faktorom. Telesná teplota ovplyvňuje mechanické vlastnosti, ako je tekutosť, plasticita, pevnosť a pevnosť.
• Elektromagnetická spojená s expozíciou pevnej mikročastice tokov a elektromagnetických vĺn o vysokej tuhosti. Patrí medzi ne probačnej a žiarivých vlastností.

pásová štruktúra

Pevné látky boli klasifikované a tzv pásová štruktúra. Tak, medzi nimi sú rozlišované:

• Vodiče, vyznačujúci sa tým, že vodivosť a valencie pásy prekrývajú. Preto elektróny sa môžu pohybovať medzi nimi, čím sa získa najmenší energiu. Pre vodiče sú všetky kovy. Ak je elektrický prúd vytvorený na taký rozdiel potenciálov telesa (vzhľadom k voľnému pohybu elektrónov medzi bodmi s najnižšou a vysokým potenciálom).
• Dielektrika, ktoré oblasti neprekrývajú. Interval medzi nimi je väčší ako 4 eV. Pre realizáciu elektróny z mocnosťou vyžadovať veľké energie pásma vodivosti. Vďaka týmto vlastnostiam dielektrika prakticky nevodivé.
• Polovodiče, vyznačujúci sa neprítomnosťou vodivosti a valenčných pásmach. Interval medzi nimi je menšia ako 4 eV. Na prenos elektrónov z mocnosťou do pásma vodivosti vyžaduje menej energie, než dielektrika. Čisté (nelegovanej a eigenfunctions) polovodiče zle prúd prechádza.

Molekulárna pohyb v pevných látok spôsobiť ich elektromagnetické vlastnosti.

iné vlastnosti

Pevné látky sú rozdelené a ich magnetické vlastnosti. Existujú tri skupiny:

• Diamagnetické vlastnosti, ktoré sú závislé len málo na teplote či skupenstva.
• Paramagnetické, vyplývajúce z orientácie elektrónov vedenia a magnetických momentov atómov. Podľa Curie ich citlivosti sa znižuje teplota. Tak, pri 300 K, je 10 ^-5.
• Magnetické teleso s usporiadanou štruktúrou majúce ďalekonosnú poradí atómov. V uzloch mriežky sú pravidelne usporiadané častice s magnetických momentov. Tieto pevné látky a látky sa často používajú v rôznych oblastiach ľudskej činnosti.

Najtvrdší látka v prírode

Čo sú zač? Pevné látky hustota do značnej miery určuje ich tvrdosť. V posledných rokoch vedci objavili niekoľko materiálov, ktoré tvrdia, že sú "najodolnejšie telo." Väčšina pevnej látky - to fullerite (kryštál molekuly s Fullerene), čo je asi 1,5 krát tvrdší ako diamant. Bohužiaľ, v súčasnej dobe je k dispozícii len vo veľmi malom množstve.

K dnešnému dňu je najtvrdší látka, ktorá sa neskôr môžu byť použité v priemysle - lonsdalite (hexagonálne diamant). On je 58% tvrdší ako diamant. Lonsdalite - alotropický modifikácie uhlíka. Jeho kryštálová mriežka je veľmi podobný diamantu. Lonsdaleite bunka obsahuje 4 atómy, ale diamant - 8 z bežne používaných kryštálov dnes je najťažšie diamant.