Pevných látek: vlastnosti, struktura, hustota a příklady

Pevné volání takové látky, které jsou schopné tvořit tělo a mají objem. Kapalin a plynů, které se vyznačují svým tvarem. Pevné látky zachovávají tvar těla vzhledem k tomu, že jejich částice nejsou schopné se volně pohybovat. Liší se jejich hustota, tažnost, elektrická vodivost a barvy. Mají také další vlastnosti. Například, většina z těchto látek, se roztaví při ohřevu, získání kapalného skupenství. Některé z nich se při zahřátí ihned zplyňuje (sublimuje). Ale jsou zde i ty, které rozkládají do dalších látek.

Druhy pevných látek

Všechny pevné látky byly rozděleny do dvou skupin.

1. Amorfní, ve kterém jsou jednotlivé částice jsou uspořádány náhodně. Jinými slovy, nemají jasnou (specifická) strukturu. Tyto pevné látky mohou být taveny v určité předem stanovené teplotním intervalu. Nejběžnější z nich patří sklo a pryskyřice.
2. Crystal, které jsou dále rozděleny do 4 skupin: atomová, molekulární, iontové, kovové. Částice se nacházejí pouze v určitém vzoru, a to v krystalové mřížce. Jeho geometrie v různých látek, se může značně lišit.

Krystalické pevné látky převažují nad amorfní v jejich počtu.

Druhy krystalické pevné látky

Prakticky ve všech pevné látky mají krystalickou strukturu. Liší se ve své struktuře. Ve své krystalové mřížce uzly obsahují různé částice a chemikálie. To je v souladu s nimi, a oni dostali jejich jména. Každý typ má své specifické vlastnosti, pro něj:

• Atomové krystalová mřížka pevné částice spojeny kovalentní vazbou. To se vyznačuje pevností. Vzhledem k tomu, tyto látky mají vysoký bod tání a varu. Tento typ zahrnuje křemen a diamant.
• V krystalové mřížce molekulární vazby mezi částicemi se vyznačuje svou slabost. Látky tohoto typu se vyznačují snadnou tání a varu. Vyznačují se volatilitou, v důsledku čehož mají určitou vůni. Tyto pevné látky jsou led, cukr. Pohyb molekul v pevné látky tohoto typu se vyznačují jejich činnosti.
• Iontový krystalová mřížka v uzlech střídají příslušné částice nabité pozitivně a negativně. Jsou drženy elektrostatickou přitažlivostí. Tento typ mříž existuje v zásad, solí, základní oxidy. Mnoho látek tohoto typu jsou snadno rozpustné ve vodě. Vzhledem k poměrně silná vazba mezi ionty nereagují. Téměř všechny z nich jsou bez zápachu, protože se vyznačují mimo volatilitou. Látky s iontové mřížky není schopna vést elektrický proud, stejně jako v jejich složení žádné volné elektrony. Typickým příkladem pevné iont - sůl. Takový krystalová mřížka dává to křehký. To je způsobeno tím, že by některý z jeho posun může způsobit iontové odpudivé síly.
• Kovová krystalová mřížka pouze chemické ionty jsou přítomny v uzlech, pozitivně nabité. Mezi nimi jsou volné elektrony, jimiž prochází vynikající tepelné a elektrické energie. To je důvod, proč veškeré kovy odlišné funkce, jako je vodivost.

Obecné pojmy pevný

Pevné látky a látky - je to prakticky totéž. Tyto termíny uvedené jedné ze 4 států agregace. Tělesa mají stabilní formu a charakter tepelného pohybu atomů. Ten provést drobné oscilace poblíž rovnovážných poloh. Vědní obor zabývající se studiem složení a vnitřní struktury, označované jako fyziky pevných látek. Existují i jiné důležité oblasti znalostí zapojených do těchto látek. Změnou tvaru působením vnějších vlivů a pohybových nazývá mechaniky poddajných těles.

Vzhledem k různým vlastností pevných látek, které byly použity v různých technických zařízeních vytvořených člověkem. Nejčastěji je základem jejich použití, byly vlastnosti, jako je tvrdost, objemu, hmotnosti, pružnost, plasticita, křehkosti. Moderní věda mohou být použity i další vlastnosti tuhých látek, které mohou být detekovány pouze v laboratoři.

Co je krystal

Krystaly - pevné těleso umístěno v určitém pořadí částic. Každá chemická látka má svou vlastní strukturu. Jeho atomy tvoří trojrozměrný periodické stohování názvem mřížka. Pevné látky mají jinou strukturu symetrii. Pevné krystalický stav je považována za stabilní, protože má minimální množství potenciální energie.

Drtivá většina pevných materiálů (přírodní), se skládá z velkého počtu náhodně orientovaných jednotlivých zrn (krystalitů). Tyto látky se nazývají polykrystalické. Patří mezi ně technické slitiny a kovy, stejně jako velké množství kamenů. Monokrystalický nazývá přírodní nebo syntetické monokrystalů.

Ve většině takových pevná tělesa jsou vytvořeny ze stavu kapalné fáze, předložen taveniny nebo roztoku. Někdy jsou odvozeny od plynného skupenství. Tento proces se nazývá krystalizace. Díky vědeckému a technickému pokroku postupu kultivace (syntéza) různých látek vyrábí v průmyslovém měřítku. Většina krystalů má přirozený tvar pravidelného mnohostěnu. Jejich velikost se velmi liší. Například přírodní křemen (křišťál) může vážit až stovky kilogramů a diamanty - až několik gramů.

V amorfních pevných látkách, atomy jsou v neustálém oscilace kolem náhodně umístěných bodů. Ukládají trochu na krátkou vzdálenost, ale ne dlouhého doletu. To je způsobeno tím, že jejich molekuly jsou uspořádány ve vzdálenosti, která může být ve srovnání s jejich velikostí. Nejběžnějším v našem životě příkladu se jedná o pevný skelný stav. Amorfní materiály jsou často považovány za kapalina s nekonečně velké viskozity. Doba krystalizace je někdy tak velký, že není zobrazeno.

Že výše uvedené vlastnosti těchto látek, aby byly jedinečné. Amorfní pevné látky jsou považovány za nestabilní, protože v průběhu času může jít do krystalickém stavu.

Molekuly, atomy, z nichž obsahuje pevný baleny s vysokou hustotou. Prakticky udržovat jejich relativní pozice s ohledem na jiné částice, a jsou drženy pohromadě intermolekulární interakce. v různých směrech je vzdálenost mezi molekulami pevná látka se označuje jako parametr krystalová mřížka. Struktura látky a její symetrie definují množinu vlastností, jako je elektronový pásma, štěpení a optiky. Při vystavení pevné dostatečně velké síly, tyto vlastnosti mohou být více či méně porušena. Když se tato pevná látka přístupný zbytková deformace.

Atomy pevných těles kmitat, což je vzhledem k držení tepelné energie. Vzhledem k tomu, že jsou zanedbatelné, mohou být pozorovány pouze v laboratorních podmínkách. Molekulární struktura pevných látek do značné míry vliv na jeho vlastnosti.

Studie pevných látek

Vlastnosti těchto materiálů, jejich kvalita a částice pohyb studovali různé podsekce pevných látek.

Pro studii použity: rádiové spektroskopii, strukturní analýza za použití rentgenového záření a další metody. Takže studovat mechanické, fyzikální a tepelné vlastnosti pevných látek. Tvrdost, odolnost vůči stresu, pevnost v tahu, fáze transformace studie materiály. Je to do značné míry překrývá s fyzikou pevných látek. Tam je další důležitý moderní věda. Studovat stávající a syntézy nových látek držené chemie pevných látek.

Vlastnosti pevných látek

Povaha pohyb vnější elektronové pevné atomy určuje mnoho z jeho vlastností, například elektricky. Existuje 5 tříd takových orgánů. Jsou stanoveny v závislosti na typu atomů:

• Iontové, základní charakteristiky, což je síla elektrostatické přitažlivosti. Jeho vlastnosti: odraz a absorpce světla v infračervené oblasti. Při nízké teplotě, je iontová vazba je charakterizována nízkou elektrickou vodivostí. Příkladem takového materiálu je sodná sůl kyseliny chlorovodíkové (NaCl).
• Kovalentní provádí na úkor elektronového páru, která je součástí obou atomů. Taková spojení se dělí na: single (jedno), dvojitá a trojitá. Tyto názvy ukazují na přítomnost elektronových párů (1, 2, 3). Dvojité a trojné vazby se nazývají násobky. Tam je další rozdělení skupiny. Tak, v závislosti na rozložení hustoty elektronů izolované polární a nepolární vazbou. První je tvořena různými atomy, a druhá - stejné. Takové pevné skupenství, jehož příklady jsou - diamant (C) a křemíku (Si), vyznačující se tím, jeho hustoty. Většina pevné krystaly jsou jen kovalentní vazbu.
• Kov tvořený kombinací valenční elektrony atomů. Výsledkem je, že je celkem mrak elektronu, který je posunut pod vlivem elektrického napětí. Kovová vazba se vytvoří, když se atomy vazebné dlouho. Že jsou schopni darovat elektrony. Mnoho kovů, komplexní sloučeniny této vazby se vytvoří pevné skupenství. Příklady: sodík, baryum, hliník, měď, zlato. Nekovové sloučeniny jsou následující: alcR _2, Ca ₂ Cu, Cu ₅ Zn _8. Látky s lepením kovu (kovů) jsou různé fyzikální vlastnosti. Mohou být kapalina (Hg), měkké (Na, K), velmi tvrdé (W, Nb).
• Molekulární vzniklé krystaly, které jsou vytvořeny oddělené molekuly hmoty. To se vyznačuje tím, mezi molekulami s hustotou nulovou elektronové mezerami. Silové spojující atomy v těchto krystalů jsou značné. Ve stejné molekuly, které jsou přitahovány k sobě pouze slabou intermolekulární přitažlivosti. To je důvod, proč vztahy mezi nimi jsou snadno zničeny teplem. Spojení mezi atomy zhroutí mnohem obtížnější. Molekulární vazba je rozdělen do orientace, disperze a indukci. Příkladem takové pevné látky, je metan.
• Vodík, který se vyskytuje mezi pozitivně polarizovaných atomů nebo jejich molekul a negativně polarizované nejmenší částice molekuly nebo jiné části. Tyto vztahy mohou být přičítána led.

vlastnosti pevných látek

To, co víme dnes? Vědci se již dlouho studuje vlastností pevných látek látek. , Když je vystaven teplotám a mění ji. Přechod z tělesné tekutiny, se nazývá tavení. Transformace pevné látky do plynného stavu, se nazývá sublimace. S klesající teplotou dochází k masivní krystalizaci. Některé látky pod vlivem chladu převedena do amorfní fáze. Tento proces se nazývá vitrifikace vědce.

Ve fázových přechodů mění vnitřní strukturu pevných látek. Nejvyšší uspořádání získává se teplota sníží. Při atmosférickém tlaku a při teplotě T> 0 K jakákoliv látka, které existují v přírodě, ztuhnout. Pouze helium, krystalizace, která je nezbytná k tlaku 24 MPa, je výjimka z tohoto pravidla.

Polovodičový dává různé fyzikální vlastnosti. Popisují specifické chování těles pod vlivem určitých oblastech a sil. Tyto vlastnosti jsou rozděleny do skupin. 3. Přidělení způsobu expozice odpovídající třem druhy energie (mechanické, tepelné, elektromagnetické). V souladu s tím, že existují tři skupiny fyzikálních vlastností pevných látek:

• Mechanické vlastnosti spojené se stresem a deformace těles. Podle těchto kritérií, pevné látky jsou rozděleny do gumy, reologické, pevnost a technologie. Zbytek je tělo si zachovává svůj tvar, ale může být změněn v důsledku vnějších vlivů. V tomto případě může být z plastické deformace (počáteční pohled nevrací), elastické (se vrací do původního tvaru) nebo destruktivní (při určité prahové se rozkládá / přerušení). Přezkoumá tyto snahy popsat moduly pružnosti. Solid nejen odolává komprese, strečink, ale také posuny, kroucení a ohýbání. pevná těla sílu odolat volání svého majetku zničeného.
• Thermal projevují pod vlivem teplotních polí. Jednou z nejdůležitějších vlastností - bod tání, při kterém tělo převede do kapalného stavu. To je pozorováno v krystalických pevných látek. Amorfní orgány mají skupenské teplo tání, jako jejich přechodu do kapalného stavu, kdy se teplota zvyšuje postupně. Po dosažení určitého tepla amorfní tělo ztrácí svou elasticitu a stává plasticity. Tento stav znamená, že dosažení jejich teplotou skelného přechodu. Při ohřevu dojde k deformaci pevné tělo. Kromě toho se často rozšiřuje. Kvantitativně, tento stav se vyznačuje určitým faktorem. Tělesná teplota ovlivňuje mechanické vlastnosti, jako je tekutost, plasticita, pevnost a pevnost.
• Elektromagnetická spojená s expozicí pevné mikročástice toků a elektromagnetických vln o vysoké tuhosti. Patří mezi ně probační a zářivých vlastností.

pásová struktura

Pevné látky byly klasifikovány a tzv pásová struktura. Tak, mezi nimi jsou rozlišovány:

• Vodiče, vyznačující se tím, že vodivost a valence pásy překrývají. Proto elektrony se mohou pohybovat mezi nimi, čímž se získá nejmenší energii. Pro vodiče jsou všechny kovy. Je-li elektrický proud vytvořený na takový rozdíl potenciálů tělesa (vzhledem k volnému pohybu elektronů mezi body s nejnižší a vysokým potenciálem).
• Dielektrika, které oblasti nepřekrývají. Interval mezi nimi je větší než 4 eV. Pro provádění elektrony z mocenství vyžadovat velké energie pásma vodivosti. Díky těmto vlastnostem dielektrika prakticky nevodivé.
• Polovodiče, vyznačující se nepřítomností vodivosti a valenčních pásmech. Interval mezi nimi je menší než 4 eV. Pro přenos elektronů z mocenství do pásma vodivosti vyžaduje méně energie, než dielektrika. Čisté (nelegované a eigenfunctions) polovodiče špatně proud prochází.

Molekulární pohyb v pevných látek způsobit jejich elektromagnetické vlastnosti.

jiné vlastnosti

Pevné látky jsou rozděleny a jejich magnetické vlastnosti. Existují tři skupiny:

• Diamagnetický vlastnosti, které jsou závislé jen málo na teplotě či skupenství.
• Paramagnetické, vyplývající z orientace elektronů vedení a magnetických momentů atomů. Podle Curie jejich citlivosti se snižuje teplota. Tak, při 300 K, je 10 ^-5.
• Magnetické těleso s uspořádanou strukturou mající dalekonosnou pořadí atomů. V uzlech mřížky jsou pravidelně uspořádány částice s magnetických momentů. Tyto pevné látky a látky se často používají v různých oblastech lidské činnosti.

Nejtvrdší látka v přírodě

Co jsou zač? Pevné látky hustota do značné míry určuje jejich tvrdost. V posledních letech vědci objevili několik materiálů, které tvrdí, že jsou „nejodolnější tělo.“ Většina pevné látky - to fullerite (krystal molekuly s fullerenu), což je asi 1,5 krát tvrdší než diamant. Bohužel, v současné době je k dispozici pouze ve velmi malém množství.

K dnešnímu dni je nejtvrdší látka, která se později mohou být použity v průmyslu - lonsdalite (hexagonální diamant). On je 58% tvrdší než diamant. Lonsdalite - alotropický modifikace uhlíku. Jeho krystalová mřížka je velmi podobný diamantu. Lonsdaleite buňka obsahuje 4 atomy, ale diamant - 8 z běžně používaných krystalů dnes je nejtěžší diamant.