Твърдите вещества: свойства, структура, плътност и примери

Твърди повикване такива вещества, които са способни на формиране на тялото и имат обем. На течности и газове, те се отличават с тяхната форма. Твърдите вещества запазват формата на тялото се дължи на факта, че техните частици, които не са в състояние да се движат свободно. Те се различават по тяхната плътност, еластичност, електропроводимост и цвят. Те също така имат и други свойства. Например, повечето от тези вещества, се стопяват по време на нагряването, придобиване на течност агрегат състояние. Някои от тях, когато се нагрява веднага газифицирани (сублимира). Но има и такива, които се разделят на други вещества.

Видове твърди

Всички твърди вещества се разделят в две групи.

1. Аморфен, в която отделните частици са разположени произволно. С други думи, те не разполагат с ясна (специфичен) структура. Тези твърди вещества могат да се разтопят по определен определения температурен интервал. Най-честите от тях са стъкло и смола.
2. Кристал, което от своя страна са разделени на 4 групи: атомна, молекулна, йонна метал. Частиците са разположени само в определен модел, а именно в кристалната решетка. геометрията му в различни вещества, може да варира значително.

Кристалните твърди частици имат предимство пред аморфна на техния брой.

Видове кристални твърди вещества

В практически всички твърди вещества имат кристална структура. Те се различават по своята структура. В кристална решетка възли съдържат различни частици и химикали. Това е в съответствие с тях, и са получили имената си. Всеки вид има специфични свойства за това:

• Атомните кристалната решетка твърдите частици, свързани чрез ковалентна връзка. Тя се отличава със своята сила. Поради това, такива вещества имат висока точка на топене и кипене. Този тип включва кварц и диамант.
• В кристалната решетка на молекулна връзка между частиците се характеризира със своята слабост. Веществата от този тип се характеризират с лекота на топене и кипене. Те се характеризират с нестабилност, поради което имат определена миризма. Тези твърди вещества са лед, захар. Предложение на молекули в твърди вещества от този тип се характеризират с тяхната дейност.
• В йонен кристалната решетка във възлите редуват съответните частици заредени положително и отрицателно. Те се държат от електростатично привличане. Този тип решетка съществува в основи, соли, основни оксиди. Много вещества от този тип са лесно разтворими във вода. Поради твърде силна връзка между йоните са резистентни. Почти всички от тях са без мирис, тъй като те се характеризират с не-волатилност. Вещества с йонната решетка в състояние да проведе електрически ток, като в състава си няма свободни електрони. Типичен пример на твърдо вещество йон - сол. Такава кристална решетка придава чуплива. Това се дължи на факта, че никоя от нейните промяна може да доведе до йонни сили на отблъскване.
• метален кристалната решетка Единственият химикали йони, присъстващи в възли, положително заредени. Между тях има и свободни електрони, през които преминава отлична топлинна и електрическа енергия. Ето защо всякакви метали различни функции, като например проводимост.

Общи понятия твърда

Тела и вещества - това е практически едно и също нещо. Тези условия, посочени в една от 4-те членки на агрегация. Твърдите вещества имат стабилна форма и характер на топлинната движението на атома. Последните правят малки колебания в близост до позициите на равновесие. Клон на науката се занимава с изучаването на състава и вътрешната структура, посочена като физика на твърдото тяло. Има и други важни области на познанието, участващи в такива вещества. Промяна на формата от външни влияния и движение, наречено механика на деформируеми тела.

Поради различните свойства на твърдите вещества, те са били използвани в различни технически устройства, създадени от човека. Най-често на базата на тяхната употреба са свойства като твърдост, обем, маса, еластичност, пластичност, крехкост. Съвременната наука могат да бъдат използвани и други качества на твърди вещества, които могат да бъдат открити само в лабораторни условия.

Какво е кристално

Кристалите - твърдо тяло поставя в някои частици ред. Всеки химичен има своя собствена структура. Неговите атоми образуват триизмерно подреждане периодично нарича решетка. Твърдите вещества имат различна структура симетрия. Твърдо кристално състояние се счита стабилен, тъй като има минимално количество потенциална енергия.

По-голямата част от твърдите материали (естествени) се състои от голям брой произволно ориентирани отделните зърна (с кристали). Тези вещества се наричат поликристални. Те включват технически сплави и метали, както и много скали. Монокристални наречен естествени или синтетични единични кристали.

В повечето такива твърди тела са оформени от състоянието на течна фаза, представен на стопилка или разтвор. Понякога те са получени от газообразно състояние. Този процес се нарича кристализация. Благодарение на научно-техническия прогрес на процедурата за отглеждане (синтез) на различни вещества, произведени в промишлен мащаб. Повечето от кристали има естествена форма на редовен полихедронов. Техните размери варират в широки граници. Например, естествен кварц (планински кристал) може да тежи до стотици килограми и диаманти - до няколко грама.

В аморфни твърди вещества, атомите са в непрекъснато колебание около произволно разположени точки. Те се съхраняват някои краткосрочен порядък, но не по-дълги разстояния. Това се дължи на факта, че техните молекули са разположени на разстояние, което може да се сравни с техния размер. Най-често в нашия живот пример за това е солидна стъкловиден. Аморфните материали често се считат като течност с безкрайно голям вискозитет. Времето на кристализация понякога е толкова голям, че не е показано.

Това по-горе свойства на тези вещества, които ги правят уникални. Аморфни твърди вещества се считат за нестабилни, защото с течение на времето може да отиде в кристално състояние.

Молекули, атоми, от които се състои от твърд опаковани с висока плътност. Те практически поддържа тяхната относителна позиция по отношение на други частици и се държат заедно от междумолекулни взаимодействия. Разстоянието между молекулите на твърдото вещество в различни посоки се нарича параметър на кристалната решетка. Структурата на веществото и симетрия определят множество свойства като електрон група, разцепване и оптика. Когато са изложени на твърди достатъчно големи сили, тези качества могат да бъдат повече или по-малко да се нарушават. Когато това твърдо вещество поддава остатъчна деформация.

Атомите на твърди тела осцилира, което се дължи на времето на топлинна енергия. Тъй като те са пренебрежимо малко, те може да се наблюдава само в лабораторни условия. Молекулярната структура на твърди вещества в голяма степен засяга неговите свойства.

Изследването на твърди частици

Имоти свойства на тези материали, тяхното качество и частица движение изследвани подотдели на физиката на твърдото тяло.

За проучване използва: радио спектроскопия, структурен анализ, използвайки рентгенови лъчи и други методи. Така изследване на механични, физични и термични свойства на твърди вещества. Твърдостта, устойчивост на стрес, якост на опън, фазовата трансформация изучава материали. Това до голяма степен се припокрива с физиката на твърди частици. Има и друг важен съвременната наука. За проучване на съществуващите и синтезиране на нови вещества, съхранявани в твърдо състояние химия.

Разполага с твърди частици

движение на символи външни електронни твърди атома определя много от неговите свойства, например, електрически. Има 5 класа на тези органи. Те са определени в зависимост от вида на атомите:

• Йонийски, основна характеристика на който е силата на електростатично привличане. Неговите функции: отражение и поглъщане на светлината в инфрачервената област. При ниска температура, йонна връзка се характеризира с ниска електрическа проводимост. Пример за такъв материал е натриевата сол на солна киселина (NaCl).
• Ковалентното извършва за сметка на електронна двойка, която принадлежи към двата атома. Такава връзка е разделена на: единична (единичен), двойни и тройни. Тези имена показват наличието на електронни двойки (1, 2, 3). Двойни и тройни връзки се наричат кратни. Има и друг подразделение на групата. Така че, в зависимост от разпределението на електронната плътност на изолиран полярен и неполярен връзка. Първата е съставена от различни атоми, а вторият - равни. Такова твърдо състояние на материята, примери за които са - диамант (С) и силиций (Si), характеризираща се с плътност. Повечето твърди кристали са само ковалентна връзка.
• Метал, получен чрез комбиниране на валентните електрони на атома. В резултат на това има общо електронен облак, който се измества под влияние на електрически напрежение. Метални връзка се образува, когато дълго свързващите атоми. Това, че те са в състояние да дарят електрони. Много метали, комплексните съединения на тази връзка се образува твърдо състояние на материята. Примери: натрий, барий, алуминий, мед, злато. Неметални съединения са следните: AlCr _2, Са ₂ Cu, Zn Си _{5 8.} Вещества с метална свързване (метали) са разнообразни по физични свойства. Те могат да бъдат течност (Hg), мека (Na, К), много трудно (W, Nb).
• Молекулно възникващи в кристали, които се образуват отделни молекули от значение. Тя се характеризира с междини между молекули с нула електронна плътност. Force свързващи атоми в тези кристали са значителни. В същото молекулите, които не са привлечени един към друг само слаби междумолекулни атракция. Ето защо връзките между тях са лесно унищожени от топлината. Връзките между атомите се срине много по-трудно. Молекулно връзка е разделена на ориентация, дисперсия и индукция. Един пример за такава твърда субстанция е метан.
• Водородът, което се случва между положително поляризирани атоми или молекули и техни отрицателно поляризирана малката частица на молекула или други части. Тези отношения могат да бъдат приписани на лед.

твърди Имоти

Какво знаем днес? Учените отдавна са изучаване на свойствата на твърдотелни вещества. Когато са изложени на температури и да го променя. Преходът на телесната течност се нарича топене. Превръщането на твърдо вещество в газообразно състояние се нарича сублимация. С намаляване на температурата се появява твърдо кристализация. Някои вещества под влиянието на прехвърлена на аморфната фаза студено. Този процес се нарича витрификация учени.

В фазови преходи променя вътрешната структура на твърди вещества. Най-високата подредбата тя придобива температурата се понижава. При атмосферно налягане и температура Т> 0 К всяко вещество, съществуващи в природата, се втвърди. Само хелий, кристализацията на които е необходимо да се натиска от 24 атм, е изключение от това правило.

В твърдо състояние, тя дава различни физични свойства. Те описват конкретното поведение на органите под влиянието на определени полета и сили. Тези свойства са разделени на групи. 3 Разпределяне метод експозиция, съответстваща на три вида енергия (механични, термични, електромагнитна). Съответно те съществуват три групи физични свойства на твърдо вещество:

• Механични свойства, свързани с напрежение и деформация на органи. Според тези критерии, твърдите вещества се разделят на еластична, реологичните, сила и технологиите. Останалото е тялото запазва формата си, но може да се променя от външна сила. В този случай може да бъде на пластична деформация (първоначална цел не се връща), еластични (връща в оригиналната форма) или разрушителна (когато определен праг разпада / пауза). Прегледайте тези усилия описват еластични модули. Твърдо не само се съпротивлява на компресия, стречинг, но също така се измества, усукване и огъване. висока якост на тялото да устои на поканата на своя собственост, унищожена.
• Термично проявява под влиянието на топлинни полета. Един от най-важен за имоти - точката на топене, при който тялото преобразува в течно състояние. Това се наблюдава в кристални твърди вещества. Аморфни органи имат латентна топлина на стапяне, като им преминаване към течно състояние, когато температурата се повишава постепенно. При достигане на определена топлина аморфна тялото губи своята еластичност и става пластичност. Това състояние означава постигането на тяхната температура на встъкляване. При нагряване се появява твърдо тяло деформация. Освен това, тя често се разширява. Количествено, това състояние се характеризира с определен фактор. Телесната температура се отразява на механичните свойства, като течливост, пластичност, твърдост и якост.
• Електромагнитна свързани с излагане на твърди микрочастици потоци и електромагнитни вълни с висока твърдост. Те включват изпитателен и радиационните свойства.

банда структура

Твърдите вещества се класифицират и така наречената банда структура. Така че, сред които се отличават с:

• Проводници, характеризиращи се с това, че проводимостта и валентните ленти припокриват. По този начин електроните могат да се движат между тях, при което се получава най-малката енергия. За проводници са всички метали. Когато електрически ток, е оформена като потенциална разлика тялото (поради свободното движение на електрони между точките с най-ниския и високия потенциал).
• Диелектрици, които области не се припокриват. Интервалът между тях е по-голяма от 4 ЕГ. За провеждане на електрони от валенция да изисква голяма енергия на проводимост. Благодарение на тези свойства диелектрици почти непроводим.
• Полупроводници, характеризиращи се с отсъствие на проводимост и валентните ленти. Интервалът между тях е по-малък от 4 ЕГ. За трансфер на електрони от валентността на проводимата зона изисква по-малко енергия, отколкото диелектрици. Pure (нелегирани и eigenfunctions) полупроводници лошо ток преминава.

Молекулно движение на твърдите вещества предизвика техните електромагнитни свойства.

Всички имоти

Твърдите вещества са разделени и техните магнитни свойства. Има три групи:

• Диамагнитната свойства, които зависят малко от температурата или състояние на агрегиране.
• Парамагнитен, в резултат от ориентацията на електрони проводимост и магнитни моменти на атомите. Според Кюри тяхната чувствителност намалява температура. По този начин, при 300 К е 10 ^-5.
• Магнитната тяло с подредена структура с далечни разстояния ред на атома. В възлите на решетката са разположени периодично частици с магнитен момент. Тези твърди вещества и вещества, често използвани в различни сфери на човешката дейност.

Най-трудното вещество в природата

Кои са те? твърди плътност до голяма степен определят тяхната твърдост. През последните години, учените са открили няколко материали, които твърдят, че са "най-трайни тялото." Най твърдо вещество - това fullerite (кристални молекули с фулерен), което е около 1.5 пъти по-силно от диамант. За съжаление, в момента е достъпна само в много малки количества.

Към днешна дата най-трудната вещество, което по-късно може да се използва в индустрията - lonsdalite (шестоъгълен диамант). Той е 58% по-трудно от диамант. Lonsdalite - алотропна модификация на въглерод. Нейната кристална решетка е много подобен на диамант. Lonsdaleite клетка съдържа 4 атома, но диаманта - 8. От често използвани кристали днес е най-трудната диамант.