AMORFINĖS KIETOSIOS MEDŽIAGOS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Į amorfinės kietos medžiagos yra tie, be užsisakyti struktūra ilgo nuotolio. Jie yra priešingi tam, kas vadinama kristaline kieta medžiaga. Jos dalelės netvarkingai susijungia, panašiai kaip skysčiai, tačiau turi pakankamai jėgos, kad susilietų į vientisą struktūrą.

Šis amorfinis personažas yra labiau paplitęs, nei jūs galite pamanyti; iš tikrųjų tai yra viena iš galimų valstybių, kurias gali priimti sutrumpintas dalykas. Iš to suprantama, kad bet kuris junginys, galintis sukietėti ir dėl to kristalizuotis, taip pat gali netolygiai aglomeruotis, jei tai leidžia eksperimentinės sąlygos.

Medvilniniai saldainiai yra amorfiškos kietos medžiagos pavyzdys. Šaltinis: „Pixabay“.

Aukščiau pasakyta paprastai taikoma grynoms medžiagoms, nesvarbu, ar jos yra elementai, ar junginiai. Tačiau ji taip pat galioja mišiniams. Daugelis kietų mišinių yra amorfiniai, pavyzdžiui, medvilniniai saldainiai, šokoladas, majonezas ar bulvių košė.

Tai, kad kieta medžiaga yra amorfinė, nepadaro jos mažiau vertingos nei kristalinė. Struktūrinis sutrikimas kartais suteikia jam išskirtinių savybių, kurių jis nepateiktų kristalinės būklės. Pavyzdžiui, fotoelektros pramonėje tam tikriems nedidelio masto pritaikymams pirmenybė teikiama amorfiniam siliciui, palyginti su kristaliniu.

Amorfinių kietųjų medžiagų struktūra

Skirtumas tarp kristalinės ir amorfinės struktūros. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras.

Amorfinės kietosios medžiagos struktūra yra nepatogi; jam trūksta periodiškumo ar struktūrinio modelio. Aukščiau pateiktas vaizdas iliustruoja šį tašką. A reiškia kristalinę kietą medžiagą, o B reiškia amorfinę kietą medžiagą. Atkreipkite dėmesį, kad B purpuriniai rombai yra išdėstyti savavališkai, nors tiek A, tiek B yra to paties tipo sąveikos.

Jei taip pat pažiūrėsite į B, pamatysite, kad yra tarpų, kurie atrodo tušti; tai yra, konstrukcijoje yra trūkumų ar nelygumų. Todėl dalis amorfinės kietosios medžiagos mikroskopinių ar vidinių sutrikimų atsiranda dėl to, kad jos dalelės yra „išdėstytos“ taip, kad susidariusi struktūra turi daug trūkumų.

Pirmiausia buvo paminėta amorfinių kietųjų dalelių rūšiavimo tvarka. B dalyje yra tik kelios rombos, kurios atrodo tvarkingai suderintos. Gali būti užsakyti regionai; bet tik arti.

Tada sakoma, kad amorfą kietą medžiagą sudaro neišmatuojami mažyčiai skirtingų struktūrų kristalai. Visų šių struktūrų suma tampa labirintinė ir beprasmė: globalioji struktūra tampa amorfinė, sudaryta iš begalinių kristalinių blokų, išsibarsčiusių visur.

Savybės

Amorfinės kietosios medžiagos savybės skiriasi priklausomai nuo joje esančių dalelių pobūdžio. Tačiau galima paminėti tam tikras bendrąsias savybes. Amorfinės kietosios medžiagos gali būti stiklakūnio, kai jos turi panašius elementus į kristalus; arba želatinos, dervingos ar dulkėtos.

Kadangi jų struktūros yra netvarkingos, jie nesudaro patikimų rentgeno spindulių difrakcijos spektrų, taip pat jų lydymosi taškai nėra tikslūs, o apima įvairius dydžius.

Pavyzdžiui, amorfos kietos medžiagos lydymosi temperatūra gali būti nuo 20 iki 60 ° C. Tuo tarpu kristalinės kietosios medžiagos tirpsta tam tikroje temperatūroje arba siaurame intervale, jei jose yra daug priemaišų.

Kitas amorfinių kietųjų medžiagų bruožas yra tas, kad kai jie lūžta ar suskaidomi, jie neturi geometrinių fragmentų su plokščiais paviršiais, o netaisyklingų fragmentų su išlenktais paviršiais. Kai jie nėra stiklakūniai, jie atrodo kaip dulkėti ir nepermatomi kūnai.

Paruošimas

Ši sąvoka turėtų būti traktuojama kaip „amorfinė būsena“, o ne tik amorfinė medžiaga. Visi junginiai (joniniai, molekuliniai, polimeriniai, metaliniai ir tt) iki tam tikro taško ir, jei leidžia eksperimentinės sąlygos, gali sudaryti amorfines ir nekristalines kietas medžiagas.

Pavyzdžiui, organinėse sintezėse kieti junginiai iš pradžių gaunami kaip miltelių masė. Jo priemaišų kiekis yra toks didelis, kad ilgainiui jie daro įtaką jo molekulinei tvarkai. Štai kodėl produktas vėl ir vėl kristalizuojasi, kieta medžiaga tampa vis kristalingesnė; ji praranda savo amorfinį pobūdį.

Tačiau tai nereiškia, kad amorfinės kietosios medžiagos būtinai yra nešvarios medžiagos; keletas iš jų dėl savo cheminės prigimties yra amorfiniai.

Gryna medžiaga gali amorfiškai sukietėti, jei jos skystis staiga atvėsinamas tokiu būdu, kad jos dalelės nesikristalizuotų, o vietoj to turėtų stiklinę konfigūraciją. Aušinimas vyksta taip greitai, kad dalelės neturi pakankamai laiko sutalpinti kristalinius blokus, kurie vos nesugeba „gimti“.

Pvz., Vanduo gali egzistuoti stiklinėje, amorfinėje būsenoje, o ne tik kaip ledas.

Amorfinių kietų medžiagų pavyzdžiai

Mineralai ir plastikai

Obsidianas yra vienas iš nedaugelio žinomų amorfinių mineralų. Šaltinis: „Pixabay“.

Beveik bet kokia kristalinė medžiaga gali atitikti amorfinę formą (ir atvirkščiai). Tai atsitinka su kai kuriais mineralais, kurie dėl geocheminių priežasčių negalėjo oficialiai nustatyti savo įprastų kristalų. Kiti, atvirkščiai, nesudaro kristalų, bet stiklo; taip yra su obsidianu.

Kita vertus, polimerai paprastai kietėja amorfiškai, nes jų molekulės yra per didelės, kad apibrėžtų tvarkingą struktūrą. Čia įeina dervos, kaučiukai, putų polistirenas (anime), plastikai, teflonas, bakelitas.

Biologinis audinys

Biologinės kietosios dalelės dažniausiai yra amorfinės, tokios kaip: organų audiniai, oda, plaukai, ragenos ir kt. Taip pat riebalai ir baltymai sudaro amorfinę masę; Tačiau tinkamai paruošus, jie gali kristalizuotis (DNR kristalai, baltymai, riebalai).

Akiniai

Stiklas, amorfinė kieta medžiaga

Nors jis buvo paliktas beveik paskutinis, tipiškiausia amorfinė kieta medžiaga yra pats stiklas. Jo sudėtis iš esmės nesiskiria nuo kvarco: SiO ₂ . Kvarco kristalai ir stiklas yra trijų matmenų kovalentiniai tinklai; tik ta, kad stiklinė grotelė yra netvarkinga, su skirtingo ilgio Si-O jungtimis.

Metalinio stiklo pavyzdys

Stiklas yra esminė amorfinė kieta medžiaga, o medžiagos, kurios įgauna panašų pavidalą, turi stiklinę būseną.

Anglies ir metalų

Mes turime amorfinę anglį, aktyvioji anglis yra viena iš svarbiausių absorbcinių savybių. Taip pat yra amorfinio silicio ir germanio, naudojant elektroninius komponentus, kai jie veikia kaip puslaidininkiai.

Galiausiai yra amorfinių lydinių, kurie dėl jų atitikmens metalo atomų skirtumų nesudaro kristalinės struktūros.

Nuorodos

1. Whittenas, Davisas, Peckas ir Stanley. (2008). Chemija (8-asis leidimas). CENGAGE mokymasis.
2. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
3. Rachelė Bernstein ir Anthony Carpi. (2020). Kietųjų medžiagų savybės. Atkurta iš: visionlearning.com
4. Vikipedija. (2020). Amorfinis kietas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
5. Richardas Zallenas, Ronaldas Walteris Douglasas ir kiti. (2019 m. Liepos 31 d.). Amorfinis kietas. „Encyclopædia Britannica“. Atkurta iš: britannica.com
6. „Elsevier BV“ (2020). Amorfinis kietas. „ScienceDirect“. Atkurta iš: sciencedirect.com
7. Danielle Reid. (2020). Amorfinė kieta medžiaga: apibrėžimas ir pavyzdžiai. Tyrimas. Atgauta iš: study.com
8. Rubiko kubo meno kūrinys. (2008). Kas yra amorfinė medžiaga? Atkurta iš: web.physics.ucsb.edu