Fastefni; eiginleika, uppbyggingu, þéttleiki og dæmi

Föst kalla slík efni sem eru hæf til að mynda líkamann og hafa rúmtak sem nemur. Vökva og lofttegundir, eru þeir aðgreindar með lögun þeirra. Föstu efnin halda lögun líkamans vegna þess að agnir þeirra eru ekki fær um að hreyfa frjálslega. Þeir eru mismunandi í þéttleika þeirra, ductility, rafleiðni og lita. Þeir hafa einnig aðra eiginleika. Til dæmis, flest þessara efna eru bræddir til meðan hitað er að öðlast fljótandi samanlagt ástand. Sumir þeirra þegar hún var hituð þegar í stað gassifisert (þurrgufáð). En það eru einnig þeir sem brjóta niður í önnur efni.

Tegundir föst efni

Öll föst efni eru skipt í tvo hópa.

1. Formlaust, þar sem einstakar agnir er raðað af handahófi. Með öðrum orðum, þeir hafa ekki skýra (nákvæmara) byggingu. Þessar fastefni verið bræddur i ákveðinni tilskilið hitabilinu. Algengustu af þessir fela í gler og plastefni.
2. Crystal, sem aftur er skipt upp í 4 gerðir: lotukerfinu, sameindalíffræði, jónandi, málmi. The agnir eru staðsett aðeins í tilteknu mynstri, þ.e. í kristalgrindinni. rúmfræði þess í mismunandi efnum getur verið mjög mismunandi.

Kristalla á föstu formi teknir fram yfir formlaust í fjölda þeirra.

Tegundir kristalla á föstu formi

Í nánast allt fast efni með kristalla uppbyggingu. Þeir eru mismunandi í uppbyggingu þeirra. Út á kristölluðu sinni lattice hnútar innihaldið ýmis konar agnir og efni. Það er í samræmi við þá, og þeir fengu nöfn sín. Hver tegund hefur sérstaka eiginleika fyrir það:

• Frumeindahlutföll kristalgrindinni • fastar agnir, tengd með samgilt tengi. Það einkennist af styrk sínum. Vegna þessa hefur slík efni með hátt bræðslumark og suðumark. Þessi tegund inniheldur kvars og demantur.
• Í kristalgrindinni af sameindaþyngdinni tengið á milli agna einkennist af veikleiki. Efni af þessu tagi eru einkennast af vellíðan af bráðnun og suðu. Þau einkennast af óstöðugleika, vegna þess sem hafa ákveðna lykt. Þessar Föstu efnin tvö eru ís, sykur. Motion sameinda í föstum efnum af þessari gerð eru einkennast af virkni þeirra.
• The jónaða kristalgrind í tengipunkta til skiptis í viðkomandi agnir hlaðnar hafa jákvæð eða neikvæð. Þeir eru haldnir með rafstöðueiginleikar aðdráttarafl. Þessi grindurnar tegund er í basar, sölt, undirstöðu oxíð. Mörg efni af þessu tagi eru auðvelt leysanlegt í vatni. Vegna nokkuð sterkt skuldabréf milli jóna eru eldföstum. Næstum öll þau eru lyktarlaus, þar sem þeir einkennast af non-sveiflum. Efni með jónandi grindurnar ófær um að leiða rafstraum, sem í samsetningu þeirra engin frjáls rafeinda. Dæmigert dæmi um solid jón - salt. Slík kristal grindurnar gefur það stökkt. Þetta er vegna þess að einhver breyting hennar geta valdið jón viðbjóðsleg öfl.
• The málmi kristalgrind aðeins Chemicals jónir eru til staðar í tengipunkta, jákvætt hlaðin. Milli þeirra eru ókeypis rafeindir þar sem stenst framúrskarandi hitauppstreymi og raforku. Það er ástæðan fyrir allir málmar öðruvísi lögun svo sem eins og leiðni.

Almenn hugtök sterkur

Föst efni og efni - það er nánast það sama. Þessir skilmálar vísað til einn af 4 ríkjum samansafn. Föst efni hafa stöðugt form og eðli hitahreyfingu atómum. Síðarnefndu gera lítið sveiflur nálægt jafnvægi stöðum. Branch vísindi fást við rannsókn á samsetningu og innri uppbyggingu, sem vísað er til sem eðlisfræði sterkbyggður-ástand. Það eru önnur mikilvæg sviðum þekkingar sem taka þátt í slíkum efnum. Breyta lögun af utanaðkomandi áhrifum og hreyfing kallað vélfræði í sveigjanlegum líkama.

Vegna mismunandi eiginleika fastra efna, þeir hafa verið notuð í ýmsum tæknilegum tækjum búin til af mönnum. Oftast grundvöllur notkun þeirra voru eiginleikar, svo sem hörku, bindi, massa, mýkt, plasticity, brothættu. Nútíma vísindi hægt að nota og aðrir eiginleikar fastra sem nema má aðeins í rannsóknarstofu.

Hvað er kristal

Crystals - a solid aðili sett í ákveðinni agnir röð. Hver efna hefur eigin uppbyggingu þess. frumeindir þess mynda þriggja dimensionally reglubundna stöflun kallast grindurnar. Föst efni hafa mismunandi uppbyggingu samhverfu. Solid kristallað ástand er talið stöðugt, vegna þess að það hefur lágmarks magn af hugsanlegri orku.

Mikill meirihluti solid efni (náttúrulegt) samanstendur af miklum fjölda af handahófskennda einstakra korna (crystallites). Slík efni eru kallaðir polycrystalline. Þetta eru tæknilega málmblöndur og málmar, sem og mikið af steinum. Monocrystalline kölluð náttúruleg eða gervi-einstaka kristallar.

In flestum slíkum aðskotahlutir eru mynduð úr stöðu vökvafasa, lögð til að bræða eöa lausn. Stundum þeir eru fengnar frá loftkenndu ástandi. Þetta ferli er kallað kristöllun. Þökk sé framvindu ræktunarundirlagsins aðferð (nýmyndun) af ýmsum efnum sviði vísinda og tækni er framleitt kröfum iðnaðarframleiðslu. Flest af kristöllum er náttúrulega lögun af reglulegri polyhedron. stærð þeirra mjög mismunandi. Til dæmis, náttúruleg kvars (rock kristal) geta vegið upp á hundruð kíló, og demöntum - allt að nokkrum grömmum.

Í myndlaus föst efni, eru atómin í stöðugri oscillation kringum handahófi staðsettur stig. Þeir geyma ýmsar skammdrægum röð, en ekki langur-svið. Þetta er vegna þess að sameindir þeirra er komið í fjarlægð sem hægt er að bera saman við stærð þeirra. Algengasta í dæmi lífi okkar þetta er solid glerkennt ástand. Myndlaus efni eru oft talin vökvi með óendanlega stór seigju. Tíminn kristöllun er stundum svo mikill að ekki er sýnt.

Að ofangreindar eiginleika þessara efna gera þá einstaka. Myndlaus föst efni eru talin óstöðug því með tímanum er hægt að fara í kristalla ástand.

Sameindir, frumeindir, um sig samanstendur af solid pakkað með hár þéttleiki. Þeir halda nánast hlutfallslega stöðu sína gagnvart öðrum ögnum og eru haldin saman með millisameindakraftar samskipti. Fjarlægðin á milli sameinda af fasta efninu í mismunandi áttir er kallað kristalgrind breytu. Uppbygging efnisins og samhverfu hennar fram komi fjöld eiginleika, eins og rafeinda band, cleavage og ljósfræði. Þegar áhrifum solid nægilega stór sveitir, þessir eiginleikar geta verið meira eða minna brotið. Þegar þessi solid unnt leifar aflögun.

Atóm völdum aðskotahluta sveiflast, sem er vegna því að viðkomandi varmaorku. Þar sem þeir eru hverfandi, þeir geta aðeins verið fram við aðstæður á rannsóknarstofu. Sameindauppbyggingu föstum efnum miklu leyti haft áhrif eiginleika þess.

Rannsóknin á föstum efnum

Fasteignir þessara efna, gæði og ögn þeirra hreyfing rannsakað ýmis undirhluta af solid eðlisfræði ríkisins.

Fyrir rannsókninni notuð: radio litrófsgreiningu, uppbyggingu greiningu með því að nota X-rays og aðrar aðferðir. Svo læra vélræna, líkamlega og varma eiginleika vatn. Hörku, streitu mótstöðu, togstyrk, áfanga umbreytingar rannsóknir efni. Það skarast að miklu leyti með eðlisfræði fastra efna. Það er annar mikilvægur nútíma vísindi. Til náms núverandi og smíða ný efni haldin storkuhamur efnafræði.

Features föst efni

Eðli hreyfing ytri rafeindasmásjár myndir í föstu formi atóm er unnt að ákvarða mörg af eiginleikum þess, til dæmis, með rafmagni. Það eru 5 flokkar af slíkum stofnunum. Þau eru sett eftir því hvaða gerð frumeinda:

• Ionic, undirstöðu einkenni sem er krafturinn í rafstöðueiginleikar aðdráttarafl. eiginleika hennar: reflection og frásog ljós á innrauða svæðinu. Við lágt hitastig, sem jónaða tengið er einkennist af litlu rafleiðni. Dæmi um slíka úr efni er natríumsalt af saltsýru (NaCl).
• Samgild fara fram á kostnað af an electron par, sem tilheyrir beggja atóma. Slíkt samband er skipt í: einn (einn), tveggja og þriggja manna. Þessi nöfn gefa til kynna staðsetningu rafeindir skiptist pörum (1, 2, 3). Tveggja og þriggja manna Bréfin eru kallaðir margfeldi. Það er annar skiptingu hópsins. Svo, eftir Rafeindaþéttleiki dreifingu einangrað Polar og óskautaða tengi. Í fyrsta lagi er mynduð af mismunandi atóm, og annað - jafnir. Slfk blanda á föstu ástand efnis, dæmi um þær eru - Diamond (C) og kísill (Si), sem einkennist af þéttleika hans. Mest solid kristallar eru bara samgilt tengi.
• Málm sem myndast með því að sameina rafeindir frumeinda. Þess vegna, það er alls rafeind ský sem færist undir áhrifum rafmagns spennu. Metal tengi myndast þegar bindisvæða atóm langur. Að þeir eru færir um að gefa rafeindir. Margra málma, flóknar efnasamböndin f þessari skuldabréfi er mynduð skal solid ástand efnis. Dæmi: natríum, baríum, ál, kopar, gull. Non-málmi efnasambönd eru eftirfarandi: AlCr _2, Ca ₂ Cu, Cu ₅ Zn _8. Efni með málmi til bindingu (málma) eru fjölbreyttar að eðliseiginleikum. Þeir mega vera fljótandi (Hg), mjúkur (Na, K), mjög erfitt (W, Nb).
• Molecular, sem myndast í kristalla sem myndast aðskilin sameindir efnisins. Það einkennist af bilum á milli sameinda með núll rafeinda þéttleika. Force tengja atóm í Þessir kristallar eru umtalsverð. Á sömu sameind þeir eru dregist að hvor öðrum aðeins veika intermolecular aðdráttarafl. Það er ástæðan fyrir tengsl milli þeirra eru auðveldlega eytt með hita. Tengingar milli atóma hrynja miklu erfiðara. Molecular tengi er skipt í stefnumörkun, dreifingu og örvun. Dæmi um slíkt fasts efnis er metan.
• Hydrogen, sem á sér stað á milli hafa jákvæð polarized atóm eða sameindir þar af og neikvætt skautað minnstu ögn af sameind eða öðrum hlutum. Þessi tengsl má rekja ís.

Properties föst efni

Hvað vitum við í dag? Vísindamenn hafa lengi rannsakað eiginleika fastra efna ríkisins. Þegar áhrifum hita og breyta því. Yfirfærslu líkamsvökvum er kallað bræðslumark. Umbreyting solid í loftkenndu ástandi er kallað sublimation. Með minnkandi hitastig á sér stað Solid kristöllun. Sum efni undir áhrifum kulda flutt til myndlausum fasa. Þetta ferli er kallað glermyndun vísindamenn.

In fasaskiptum breytir innri umgjörð um föst efni. Hæsta röðun það kaupir hitastigið er lækkað. Við þrýsting andrúmsloftsins og við hitastig T,> 0 K hvers kyns efni sem fyrir er í náttúrunni, storkna. Aðeins helíum, kristöllun, sem er nauðsynlegt til að þrýstingur á 24 atm, er undantekning frá þessari reglu.

Storkuhamur gefur því mismunandi eðliseiginleika. Þeir lýsa ákveðna hegðun stofnana undir áhrifum tilteknum sviðum og krafta. Þessir eiginleikar eru skipt í hópa. 3 Úthluta útsetning aðferð sem svarar til þremur gerðum af afli (vélrænum, varma, raf). Samkvæmt því þeir eru fyrir hendi þrjá hópa af aflfræðilegum eiginleikum á föstum efnum:

• Eðlisfræðilega eiginleika sem tengjast streitu og aflögun stofnana. Samkvæmt þessum forsendum eru föst skipt í teygju, hnigfræðilegu, styrk og tækni. Restin er líkaminn heldur lögun sinni, en það er hægt að breyta með því að utanaðkomandi afl. Í þessu tilfelli getur verið um plast aflögun (upphaflega view ekki skilað), teygjanlegt (skilar til upprunalegu lögun) eða eyðileggjandi (þegar ákveðinn þröskuldur tannskemmda / break). Endurskoða þessar aðgerðir lýsa teygjanlegt mát. Solid ekki bara standast þjöppun, teygja, en einnig vaktir, snúa og beygja. yfirbygging styrk til að standast kalli eign sinni eytt.
• Thermal fram undir áhrifum varma sviðum. Einn af mikilvægustu Properties - bræðslumark, þar sem ákvörðun líkaminn breytir í fljótandi ástand. Það kemur fram í kristalla á föstu formi. Myndlaus aðilar búa yfir bundna varmans frá samruna, eins og umskipti þeirra til the vökvaform þegar hitastigið er hækkað smám saman. Þegar nær ákveðnu hita formlaust líkama missir teygjanleika sinn og verður plasticity. Þetta merkir að ná fram glerumskiptahitastig þeirra. Þegar upphitun á sér stað yfirbygging aflögun. Þar að auki, stækkar það oft. Magnbundið, þetta ástand er einkennist af ákveðnum þáttur. Líkamshiti áhrif vélræna eiginleika eins og flæðieiginleika, plasticity, stinnari og styrk.
• Raf tengist útsetningu solid míkróagna flæði og rafsegulbylgjur af hár stífni. Þar á meðal skilorð og radiative eiginleika.

hljómsveitin uppbygging

Föstu efnin voru flokkuð og svokallaða hljómsveit uppbyggingu. Svo, meðal þeirra eru aðgreindar:

• Leiðarar, sem einkennist af því leiðnin og gildishleðsla hljómsveitir skarast. Þannig að rafeindir geta hreyfa á milli þeirra, sem gefur minnstu orku. Fyrir leiðara eru allir málmar. Þegar rafstraumur myndast í slíkum hugsanlegum mismun aðila (vegna frjálsa för rafeinda milli punktanna með lægstu og mikla möguleika).
• Rafsvara, hvaða svæði skarast ekki. Bilið á milli þeirra verður meira en 4 eV. Til að sinna rafeindir frá Valence að krefjast stór orku leiðni band. Þökk sé þessum eiginleikum rafsvara nánast ekki leiðandi.
• Hálfleiðara, sem einkennist af fjarveru á leiðni og gildisrafeindir hljómsveitum. Bilið á milli þeirra er minni en 4 eV. Fyrir flutning rafeinda frá Valence til leiðni band þarf minni orku en rafsvara. Pure (óblandaðan og eigenfunctions) hálfleiðara illa straumur er liðinn.

Molecular hreyfing í föstu efnin valda raf eiginleika þeirra.

aðrar eignir

Föst efni er skipt og segulmagnaðir eiginleika þeirra. Það eru þrír hópar:

• Diamagnetic eiginleikar sem lítið háður hitastigi eða stöðu samansafn.
• Meðseglandi, sem leiðir af innbyrðis afstöðu sem leiðslutruflanir rafeinda og segulmagnaðir stundir atómum. Eftir því sem Curie næmi þeirra minnkar eftir því sem hitastig. Þannig, á 300 K það er 10 ^-5.
• A segulmagnaðir líkama með frumstigs röðuðu byggingu sem hefur langdrÃ|ga röð af atómum. Í hnúta grindurnar eru með reglulegu millibili komið fyrir agnir með segul stundir. Þessar föst efni og efni sem oft eru notuð í mismunandi sviðum mannlegrar starfsemi.

Það erfiðasta efnið í náttúrunni

Hvað eru þeir? föst efni þéttleiki mestu ákvarða hörku þeirra. Á undanförnum árum hafa vísindamenn uppgötvað nokkur efni sem segjast vera "mest varanlegur líkama." Most solid - það fullerite (kristall sýna sameindir með fullerene), sem er um það bil 1,5 sinnum erfiðara en demanti. Því miður, það er nú aðeins í boði í mjög litlu magni.

Hingað til, það erfiðasta efni, sem síðar má nota í iðnaði - lonsdalite (sexhyrningur demantur). Hann er 58% erfiðara en demantur. Lonsdalite - allotropic breytingu á kolefni. kristalgrind þess er mjög líkur til a demantur. Lonsdaleite reit er 4 atóm, en Diamond - 8. Af þeim sem almennt eru notaðar kristalla í dag er að herða demantur.