Amorficzna struktura stałych, właściwości, przykłady

Amorficzne ciałę stałe To te, które nie mają uporządkowanej długiej struktury. Są przeciwieństwem tego, co znane przez krystaliczną substancję stałą. Ich cząsteczki są związane w niechlujny sposób, podobnie jak w cieczy, ale z wystarczającą siłą do spójności w strukturze stałej.

Ten amorficzny charakter jest bardziej powszechny, niż można by sądzić; W rzeczywistości jest to jeden z możliwych stanów, które skondensowana materia może przyjąć. Rozumie to, że każdy związek zdolny do zestalenia, a zatem krystalizacja, może być również przywiązany w nieuporządkowany sposób, jeśli na to pozwalają na to warunki eksperymentalne.

Bawełna cukru jest przykładem solidnego amorficznego. Źródło: Pixabay.

Powyższe jest zwykle stosowane do czystej substancji, czy to elementów, czy związków. Ale jest to również ważne w przypadku mieszanin. Wiele stałych mieszanin jest amorficznych, jak w przypadku bawełny cukru, czekolady, majonezu lub puree ziemniaczanego.

Ten, który stał jest amorficzny, nie czyni go mniej cennym niż krystaliczny. Zaburzenie strukturalne czasami nadaje mu unikalne właściwości, które nie wykazywałyby w stanie krystalicznym. Na przykład amorficzny krzem jest preferowany w branży fotowoltaicznej przed obiektywem dla niektórych małych zastosowań.

[TOC]

Struktura amorficznych ciał stałych

Różnica między strukturą krystaliczną a strukturą amorficzną. Źródło: Gabriel Bolívar.

Struktura amorficznej substancji stałej jest nieuporządkowana; Brakuje okresowości lub wzoru strukturalnego. Najwyższy obraz ilustruje ten punkt. Odpowiada krystalicznej substancji stałej, a B reprezentuje stały amorficzny. Zauważ, że w B Purple Rhombuses są arbitralnie ułożone, nawet gdy zarówno w, jak i B, istnieją ten sam rodzaj interakcji.

Może ci służyć: fenolphtaleina (C20H14O4)

Jeśli zostanie również widoczne, okaże się, że istnieją przestrzenie, które wydają się puste; to znaczy struktura przedstawia wady lub nieprawidłowości. Dlatego część mikroskopowego lub wewnętrznego zaburzenia amorficznej substancji stałej wynika z faktu, że jego cząsteczki „pomieszczą” w taki sposób, że powstała struktura ma wiele niedoskonałości.

Początkowo zakres został dokonany w stopniu uporządkowania amorficznych ciał stałych. W B prawie nie ma kilku rombów, które wydają się wyrównane. Mogą być uporządkowane regiony; Ale tylko w krótkim odległości.

Mówi się wtedy, że amorficzna substancja stała wykonana jest z niezmierzonych kryształów niewielkich różnych struktur. Suma wszystkich tych struktur kończy się labiryntową i bez znaczenia: struktura globalna staje się amorficzna, złożona z wielu krystalicznych bloków rozproszonych wszędzie.

Nieruchomości

Właściwości amorficznej substancji stałej różnią się w zależności od natury jego zgodnych cząstek. Istnieją jednak pewne ogólne cechy, które można wspomnieć. Amorficzne stałe mogą być szkliste, gdy mają aspekty podobne do kryształów; lub galaretowate, żywiczne lub zakurzone.

Bycie ich niechlujnymi strukturami nie generuje wiarygodnych widm dyfrakcyjnych X -Ray. Ponadto jego temperatury topnienia nie są precyzyjne, ale obejmują odstęp wartości.

Na przykład temperatura topnienia dla amorficznej substancji stałej może wahać się od 20 do 60 ° C. Tymczasem krystaliczne stałe topią się w określonej temperaturze lub w wąskim odstępie, jeśli zawierają wiele zanieczyszczeń.

Inną cechą amorficznych ciał stałych jest to, że kiedy pękają lub pękają, nie powodują geometrycznych i płaskich twarzy, ale nieregularne fragmenty z zakrzywionymi twarzami. Kiedy nie są szkliste, są one prezentowane jako zakurzone i nieprzezroczyste ciała.

Może ci służyć: Alilo: Allyic Unit, Carbocation, Radical, przykłady

Przygotowanie

Bardziej niż amorficzna substancja stała, wygodne jest radzić sobie z tą koncepcją jako „stan amorficzny”. Wszystkie związki (jonowe, molekularne, polimerowe, metaliczne itp.) Są one w pewnym stopniu zdolne, a jeśli warunki eksperymentalne na to pozwalają, tworząc amorficzne i niekrystaliczne ciałę stałe.

Na przykład w syntezie organicznej na początku uzyskiwane są jako zakurzone masy. Jego zawartość zanieczyszczeń jest tak wysoka, że ​​wpływają one na jego długą realizację molekularną. Właśnie dlatego, gdy produkt jest ponownie rekryfierowy, stała staje się coraz bardziej krystaliczna; utrata amorficznego charakteru.

Nie oznacza to, że amorficzne stałe są koniecznie nieczystymi materiałami; Kilku z nich jest amorficznych dla własnego chemicznego natury.

Czysta substancja może zestalić amorficznie, jeśli ciecz ostro ostygnie, aby ich cząsteczki nie krystalizowały, ale przyjmują konfigurację szklistą. Chłodzenie jest tak szybkie, że cząstki nie mają wystarczająco dużo czasu, aby pomieścić krystaliczne bloki, które ledwo się „urodziły”.

Na przykład woda jest w stanie istnieć w stanie szklistym, amorficznym i nie tylko jak lód.

Przykłady amorficznych ciał stałych

Minerały i plastik

Obsidian jest jednym z niewielu znanych amorficznych minerałów. Źródło: Pixabay.

Praktycznie każdy materiał krystaliczny może dostosować się do formy amorficznej (i odwrotnie). Dzieje się tak z niektórymi minerałami, które ze względów geochemicznych nie mogło formalnie ustalić swoich konwencjonalnych kryształów. Z drugiej strony inni nie tworzą kryształów, ale szkła; Tak jest w przypadku obsydian.

Z drugiej strony, polimery mają tendencję do zestalenia amorficznie, ponieważ ich cząsteczki są zbyt duże, aby zdefiniować uporządkowaną strukturę. Oto żywice, gumki, pianka polistyrenowa (anime), tworzywa sztuczne, teflon, baquelita,.

Może ci służyć: estry

Tkanka biologiczna

Biologiczne stałe są głównie amorficzne, takie jak: tkanka narządów, skóra, włosy, rogówka itp. Również tłuszcz i białka tworzą masę amorficzne; Jednak przy odpowiednim przygotowaniu mogą krystalizować (kryształy DNA, białka, tłuszcze).

Szkło

Szkło, amorficzna substancja stała

Chociaż prawie ostatnie, najbardziej reprezentatywną amorficzną substancją stałą jest zdecydowanie sama szkło. Jego skład jest w istocie taki sam jak skład kwarcu: Sio₂. Zarówno kryształ kwarcowy, jak i szkło mają trzy wymiarowe kowalencyjne sieci; Tylko sieć szklana jest niechlujna, z linkami o różnych długościach.

Próbka szklana metaliczna

Szkło jest amorficznym solidnym par excellence, a materiały, które nabywają podobny wygląd.

Węgiel i metale

Mamy amorficzny węgiel, będąc aktywowanym węglem jednym z najważniejszych dla jego zdolności chłonnych. Istnieje również krzem i niemieckie amorficzne, z zastosowaniami elektronicznymi, w których działają jako półprzewodniki.

I wreszcie istnieją stopnie amorficzne, które ze względu na różnicę ich zgodnych atomów metali nie ustanawiają krystalicznej struktury.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Chemia. (8 wyd.). Cengage Learning.
2. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). MC Graw Hill.
3. Rachel Bernstein i Anthony Carpi. (2020). Właściwości stałych. Odzyskane z: Visionlearning.com
4. Wikipedia. (2020). Amorficzne stałe. Źródło: w:.Wikipedia.org
5. Richard Zallen, Ronald Walter Douglas i inni. (31 lipca 2019 r.). Amorficzne stałe. Encyclopædia Britannica. Odzyskane z: Britannica.com
6. Elsevier b.V. (2020). Amorficzne stałe. Scientedirect. Pobrano z: Scientedirect.com
7. Danielle Reid. (2020). Amorficzna substancja stała: definicja i przykład. Badanie. Odzyskane z: Study.com
8. Szef Rubik's Cube. (2008). Co to jest materiał amorficzny? Źródło: Web.Fizyka.UCSB.Edu