Kuivained: omadused, struktuur, tihedus ja näited

Tahke kõne selliseid aineid, mis on võimelised moodustama organismis ja on maht. Vedelike ja gaaside nad paistavad silma oma kuju. Tahked säilitada kuju keha tingitud asjaolust, et nende osakeste ei saa vabalt liikuda. Nad erinevad oma tiheduse, nõtkus, elektrijuhtivust ja värvi. Neil on ka muid omadusi. Näiteks enamik nendest ainetest on sulanud soojendus, omandada vedelik agregaatoleku. Mõned neist, kui seda kuumutatakse vahetult Gaasistatud (sublimeeritud). Kuid on ka neid, mis jagunevad muid aineid.

Liiki kuivainete

Kõik tahked ained jagunevad kahte gruppi.

1. Amorfne, milles üksikud osakesed on paigutatud juhuslikult. Teisisõnu, nad ei ole selge (konkreetsed) struktuuri. Need ained saab sulatada teatud ettekirjutatud temperatuuri intervalli. Kõige tavalisem neist sisaldavad klaasi ja vaiku.
2. Kristall, mis omakorda on jaotatud 4 liiki: aatomi, molekulaarsel, ioonsed metalsete. Osakesed asuvad ainult konkreetse mustri, nimelt kristallvõre. Selle geomeetria eri ainete võib suuresti varieeruda.

Kristalseid ülimuslikud amorfse nende arvu.

Liiki kristallilised tahked

Praktiliselt kõik tahked ained on kristallstruktuur. Nad erinevad oma struktuuri. Oma kristallvõre sõlmede sisaldada erinevaid osakesi ja kemikaale. See on kooskõlas neid ja nad said oma nime. Igal tüübil on eriomadused seda:

• Aatomimassist kristallvõre tahked osakesed kovalentse sideme. Seda iseloomustab oma tugevust. Tänu sellele, et selliste ainete on kõrge sulamistemperatuur ja keemistemperatuur. See tüüp hõlmab kvarts ja teemant.
• Kristallvõre molekulaarse sideme osakesi iseloomustab tema nõrkus. Sedasorti aine iseloomustab lihtsus sulamise ja keetmiseks. Neid iseloomustab volatiilsuse tõttu, mis on teatud lõhn. Need ained on jääle, suhkur. Liikumise molekulide kuivained seda tüüpi iseloomustab nende aktiivsust.
• Ionic kristallvõre sõlmpunktides vahelduvad vastavate osakeste laetud positiivselt kui ka negatiivselt. Nad on leidnud elektrostaatilise atraktsioon. See võretüübiga eksisteerib leeliste, soolade põhiliste oksiidid. Paljud sedasorti aine on vees hästi lahustuv. Tänu üsna tugeva sideme ioonid ei allu. Peaaegu kõik neist on lõhnatu, sest neid iseloomustab mitte-volatiilsust. Ained ioonsete võre suuda läbi elektrivool, kui nende koostises ei vabad elektronid. Tüüpiline näide tahke ion - soola. Selline kristallvõre annab sellele rabedaks. See on tingitud asjaolust, et iga tema nihe võib põhjustada ioon tõukejõud.
• Metallimplantaatidel kristallvõre ainult kemikaalide ioonid esinevad sõlmede positiivselt laetud. Nende vahel on vabad elektronid, mida läbib suurepärane soojus- ja elektrienergia. See on põhjus, miks tahes metall eri funktsioon nagu juhtivus.

Üldmõisted tahke

Tahkete ja ainete - see on praktiliselt sama asi. Need tingimused nimetatud üks 4 Ühendriigid liitmise. Kuivaine on stabiilne vorm ja iseloom aatomite soojusliku liikumise. Viimane teha väike võnkumiste lähedal tasakaaluasendist. Branch teaduse uuriv koostis ja sisemise struktuuri, nimetatakse tahkisefüüsika. On ka teisi olulisi valdkondi teadmiste seotud selliste ainete. Muutuv kuju välismõjud ja liikumise nimetatakse mehaanika deformeeruvate organid.

Tänu erinevate omadustega kuivainete nad on kasutatud erinevate tehniliste seadmete poolt loodud mees. Enamasti lähtudes nende kasutamise olid omadused nagu kõvadus, maht, mass, elastsus plastilisus rabedust. Kaasaegne teadus saab kasutada ja muud omadused kuivainete mida saab tuvastada ainult laboris.

Mis on kristall

Kristallid - tahke keha asetati kindlas järjekorras osakesi. Iga keemilise on oma struktuur. Selle aatomitega moodustavad kolmemõõtmeliselt perioodilise virnastamise nimetatakse võre. Tahked ained on erinev struktuur sümmeetria. Solid kristalses olekus peetakse stabiilseks, sest see on minimaalne potentsiaalne energia.

Enamik tahkeid materjale (naturaalne) koosneb suur hulk korrapäratult orienteeritud üksikute terade (kristalliitide). Selliseid aineid nimetatakse polükristalsetest. Nende hulka kuuluvad tehnilised sulamid ja metallid, samuti palju kive. Monokristallist nimetatakse looduslik või sünteetiline monokristallides.

Enamikus sellised tahked kehad moodustuvad seisundi vedelfaasi esitatakse sula või lahus. Mõnikord need pärinevad gaasilises olekus. Seda protsessi nimetatakse kristalliseerumise. Tänu teaduse ja tehnika arenguga kasvatamise kord (süntees), erinevate ainete toodetud tööstuslikult. Enamik kristallid on loomulik kuju regulaarsel polühedron. Nende suurused erinevad. Näiteks looduslik kvarts (mäekristall) võib kaaluda kuni sadu kilogramme ja teemandid - kuni mitu grammi.

In amorfsed tahked ained, aatomitega on pidevas võnkumine suhteliselt suvaliselt paiknev aspekti. Nad salvestada mõned lähiala järjekorras, kuid ei pikamaa. See on tingitud asjaolust, et nende molekulid paigutatud vahemaaga, mis võib võrrelda nende suurusest. Kõige tavalisem meie elu näide selle kohta on tahke klaasjas olekus. Amorfne materjale ei peeta tihtipeale vedelik lõpmatult suure viskoossusega. Kell kristalliseerumise mõnikord nii suur, et ei näidatud.

Et eespool omadused nende ainete muuta need ainulaadne. Amorfsed tahked ained peetakse ebastabiilne, sest aja jooksul võib minna kristalses olekus.

Molekulid, aatomit, millest koosneb üleni pakitud suure tihedusega. Nad praktiliselt säilitada oma suhtelise positsiooni suhtes teiste osakeste ja hoitakse koos molekulidevaheliste suhtlemist. Vahemaa molekulid tahke erinevates suundades nimetatakse kristallvõre parameetrit. Struktuuri aine ja selle sümmeetria on kindlaks määratud mitu omadused nagu elektronide band lõhestamine ja optika. Kui avatud tahke piisavalt suur jõud, need omadused võivad olla rohkem või vähem rikutud. Kui sellest tahkest alluvad jääkdeformatsioonita.

Aatomeid tahked kehad võnkuma, mis on tingitud valduse soojusenergia. Kuna nad on tähtsusetud, neid saab täheldada laboratoorsetes tingimustes. Molekulaarstruktuuri kuivainete suuresti mõjutada nende omadusi.

Uuringut kuivainete

Omadused nende materjalide omadustele, nende kvaliteeti ja osakeste liikumise uuritud erinevate alapunktides tahkisefüüsika.

Selles uuringus kasutati: raadio spektroskoopia, struktuuri analüüs kasutades röntgenkiirtega ja teisi meetodeid. Nii uurida mehaanilised, füüsikalised ja termilisi omadusi tahke. Kõvadus, stressitaluvuse, tõmbetugevuse, faasiiileminekuga studies materjalid. See kattub suures füüsika kuivainete. On veel üks oluline kaasaegse teaduse. Uurimaks olemasolevaid ja sünteesida uusi aineid hoitakse tahkes olekus keemiat.

Omadused kuivainete

Märkide liikuma väliste elektronide tahket aatomit määrab paljud selle omadused, näiteks elektriliselt. Seal on 5 klassi sellised organid. Need määratakse sõltuvalt aatomite:

• Ionic, põhiomaduste, mis on jõus elektrostaatilise atraktsioon. Tema funktsioonid: peegeldus ja valguse neeldumine infrapuna piirkonnas. Madalal temperatuuril, siis ioonside iseloomustab madal elektrijuhtivus. Üks näide sellisest materjalist on naatriumsool soolhapet (NaCl).
• Kovalentsed läbi arvelt elektronpaari, mis kuulub nii aatomit. Sellise seose jaguneb: lihtne (ühekordne), kahekordse ja kolmekordse. Need nimed kohaloleku märkimiseks elektronide paarid (1, 2, 3). Double kolmiksidemeid nimetatakse telli. On veel üks jagamine rühma. Niisiis, sõltuvalt elektrontiheduse jaotus isoleeritud polaarne ja mittepolaarne side. Esimene on moodustatud erinevate aatomitega, ja teine - võrdsed. Sellise tugeva agregaatolekus, mille näideteks on - ruut (C) ja räni (Si), mida iseloomustab selle tihedus. Enamik tahket kristallid on vaid kovalentside.
• Metal kombineerimisel moodustatud valentsielektroni aatomitest. Selle tulemusena on kokku elektronide pilv, mis on nihutatud mõjul elektrilise pinge. Metallkinnitustega moodustub liimimine aatomit pikk. Et nad suudavad annetada elektronid. Paljud metallid, kompleksühendid käesoleva moodustub tahke agregaatolekus. Näited: naatriumi, baariumi, alumiinium, vask, kuld. Mittemetallilisi ühendid on järgmised: AlCr _2, Ca ₂ Cu, Cu ₅ Zn _8. Aineid, mille metallühendused (metallid) on mitmekesine füüsikalisi omadusi. Nad võivad olla vedelad (Hg), pehmed (Na, K), väga raske (W, Nb).
• Molecular tekivad kristallid, mis moodustuvad eraldi molekulid tähtis. Seda iseloomustab lõhed molekulide nulli elektrontiheduse. Force sidestusaatomeid nende kristallid on märkimisväärsed. Samal molekule nad tõmbuvad üksteise ainult nõrk molekulidevaheliste külgetõmme. Sellepärast nendevahelised seosed on lihtsalt hävitatud soojust. Seoseid aatomitega kollaps palju raskem. Molecular sideme jaguneb orientatsiooni dispersiooni ja induktsiooni. Üks näide sellisest tahke aine on metaan.
• Vesinik, mida vahel toimub positiivselt polariseeritud või molekulide selle ja negatiivselt polariseeritud väikseim osake molekuli või teistesse osadesse. Need suhted võivad olla tingitud jää.

omadused kuivainete

Mida me teame täna? Teadlased on ammu omaduste uurimiseks tahkes olekus aineid. Kui temperatuuri kätte ja selle muutmist. Üleminek kehavedeliku nimetatakse sulamine. Transformeerumine tahkest gaasilisse olekusse nimetatakse sublimatsiooni. Temperatuuri langemisel tekib Solid kristalliseerumise. Mõned ained mõjul külma üle amorfsest faasist. Seda protsessi nimetatakse klaasistumisel teadlased.

In faasisiiretega muudab siseehitust kuivained. Kõrgeim tellimise see omandab temperatuuri alandatakse. Atmosfäärirõhul ja temperatuuril T> 0 K tahes aine, mis esinevad looduses, tarduda. Ainult heelium, kristalliseerumise mis on vajalik rõhk 24 atm, on erand sellest reeglist.

Solid state annab talle erinevad füüsikalised omadused. Nad kirjeldavad konkreetse käitumise organite mõjul teatud valdkondades ja jõud. Need omadused on jagatud rühmadesse. 3 Eraldada ekspositsiooni meetod vastab kolme liiki energia (mehhaaniline, termiline, elektromagnetiline). Seega nad eksisteerivad kolme rühmaga füüsikaliste omaduste kuivainete:

• Mehaanilised omadused, mis on seotud stressi ja deformatsiooni vahel. Vastavalt nendele kriteeriumidele, tahked ained jagunevad elastse Teoloogilised, jõudu ja tehnoloogiat. Ülejäänu on keha säilitab oma kuju, kuid seda saab muuta välise jõu mõjul. Sel juhul võib olla plastiline deformatsioon (Põhiaknasse ei tagastata), elastne (naaseb esialgse kuju) või destruktiivne (kui teatud künnise laguneb / paus). Vaadake neid jõupingutusi kirjeldada elastse moduli. Solid mitte ainult vastupanu compression, venitamine, kuid nihutab ka, keerates ja painutamine. jäiga keha jõudu vastu kõne tema vara hävitatakse.
• Thermal avaldub mõju all termilise väljad. Üks tähtsamaid omadusi - sulamistemperatuur, kus keha muudab vedelas olekus. On täheldatud kristallilise tahke. Amorfne organid omavad latentsest soojusest, kuna nende üleminek vedelasse olekusse, kui temperatuur tõuseb järk-järgult. Jõudes teatud soojuse amorfne keha kaotab oma elastsuse ja muutub plastilisus. See olek tähendab saavutamist nende klaasistumistemperatuuri. Kui kuumutamine toimub jäiga keha deformatsioon. Lisaks sageli paisub. Kvantitatiivselt võib selline seisund on iseloomulik teatud tegur. Kehatemperatuur mõjutab mehaanilised omadused nagu voolavus, plastilisus, kõvaduse ja tugevuse.
• Elektromagnetilise manustamisega seotud tahket mikroosakesi voogude ja elektromagnetlained kõrge jäikuse. Nendeks katseaja ja soojussurvestus omadused.

bänd struktuur

Tahkised klassifitseeritud ja niinimetatud band struktuuri. Niisiis, nende hulgas eristatakse:

• Elektrijuhid, mida iseloomustab see, et juhtivust ning valents bändid kattuvad. Seega elektronid liikuda nende vahel, saades väikseim energia. Dirigentide on kõik metallid. Kui elektrivool on moodustatud sellise potentsiaalide vahe keha (tänu vaba liikumine elektronid punktide vahel madalaima ja suure potentsiaaliga).
• Dielektrikud, millised alad ei kattu. Intervall nende vahel on suurem kui 4 eV. Läbiviimiseks elektronid valents nõua suuri energia juhtiva bändi. Tänu nendele omadustele dielektrikute praktiliselt mittejuhtiv.
• Pooljuhid, mida iseloomustab puudumisel juhtivuse ja valents ansamblid. Intervall nende vahel on väiksem kui 4 eV. Ümberpaigutamise elektronid valents juhtivuse bänd nõuab vähem energiat kui dielektrikud. Pure (puhas ja eigenfunctions) pooljuhtide halvasti praeguse on möödas.

Molecular liikumise kuivainete põhjustada nende elektromagnetilised omadused.

muid omadusi

Kuivaine jagatakse ja nende magnetilised omadused. On kolme rühma:

• Diamagnetic omadused, mis sõltuvad vähe temperatuurist või agregaatolekus.
• Paramagnetiline tulenev orientatsiooni juhtivuse elektrone ja magnetmomendid aatomitega. Vastavalt Curie erosiooniohtlikkuse väheneb temperatuuri. Seega 300 K juures on 10 ^-5.
• Magnetilist keha korrastatud struktuuri millel kaugkorrastatust aatomitest. Sõlmpunktides võre perioodiliselt paigutatud osakeste magnetmomendid. Need ained ja ained, mida sageli kasutatakse erinevates inimtegevuse valdkondades.

Kõige raskem aine looduses

Mis need on? kuivainete tihedus määrab suuresti nende kõvadust. Viimastel aastatel on teadlased avastanud mitmeid materjale, mis väidavad, et "kõige vastupidavam keha." Enamik Tahke - see fullerite (kristalli molekulidest fullereenisegu), mis on umbes 1,5 korda raskem kui teemant. Kahjuks on praegu saadaval ainult väga väikestes kogustes.

Praeguseks on raskeim aine, mis hiljem võib kasutada tööstuses - lonsdalite (kuusnurkne teemant). Ta on 58% raskem kui teemant. Lonsdalite - allotroopse modifikatsiooni süsinikku. Selle kristallvõre on väga sarnane teemant. Lonsdaleite rakk sisaldab 4 aatomit, kuid teemant - 8. levinumaid kristallid on tänapäeval kõige raskem teemant.