Kuiva-ainepitoisuus: ominaisuudet, rakenne, tiheys ja esimerkit

Kiinteät puhelu sellaisia aineita, jotka pystyvät muodostamaan rungon ja tilavuus on. Nesteiden ja kaasujen, ne eroavat muodoltaan. Kiinteät aineet säilyttävät kehon muotoon johtuu siitä, että niiden hiukkaset eivät pysty liikkumaan vapaasti. Ne eroavat tiheys, sitkeys, sähkönjohtavuus ja väri. Niillä on myös muita ominaisuuksia. Esimerkiksi, useimmat näistä aineista sulatetaan lämmityksen aikana, hankkimalla neste aggregaattitilassa. Jotkut niistä, kun sitä kuumennetaan välittömästi kaasutetaan (sublimoitu). Mutta on myös niitä, jotka hajoavat muita aineita.

Tyyppisiä kiinteitä aineita

Kaikki kiinteät aineet jaetaan kahteen ryhmään.

1. Amorfinen, jossa yksittäiset hiukkaset on järjestetty satunnaisesti. Toisin sanoen, heillä ei ole selkeää (erityinen) rakenne. Nämä kiinteät aineet voidaan sulattaa tietyllä määrätyllä lämpötila-. Yleisin näistä ovat lasi ja hartsi.
2. Kide, joka puolestaan on jaettu 4 tyyppiä: atomi-, molekyyli-, ionisen, metallinen. Hiukkaset sijaitsevat vain tietty kuvio, eli kidehilassa. Sen geometrian eri aineet voivat vaihdella suuresti.

Kiteisiä kiinteitä aineita, etusija amorfinen niiden määrä.

Tyyppisiä kiteisiä kiinteitä aineita,

Käytännöllisesti katsoen kaikki kiinteät aineet on kiderakenne. Ne eroavat rakenteeltaan. Sen kidehilassa solmut sisältävät erilaisia hiukkasia ja kemikaaleja. Se on niiden mukaisesti, ja he saivat nimensä. Jokaisella on erilaisia ominaisuuksia, se:

• Atomi kidehilassa kiinteitä hiukkasia, joita yhdistää kovalenttinen sidos. Se erottuu sen lujuus. Tästä johtuen näitä aineita on korkea sulamispiste ja kiehumispiste. Tämän tyyppinen sisältää kvartsia ja timantti.
• Kidehilassa molekyyli- hiukkasten välistä sidosta on ominaista sen heikkous. Tämän tyyppisille aineille on ominaista helppous sulamis- ja kiehumispiste. Niille on ominaista vaihtelua, jonka vuoksi on tietty haju. Nämä kiinteät aineet ovat jäätä, sokeri. Liike molekyylien kiintoaineiden Tämän tyyppisiä tunnusomaista niiden toiminta.
• Ioninen kidehilassa solmuihin vuorottelevat vastaavien varautuneiden hiukkasten positiivisesti ja negatiivisesti. Ne pidetään sähköstaattisella vetovoimalla. Tämä ristikko tyyppiä olevaa emäksiä, suolat, perus oksideja. Monet tällaisten aineiden ovat helposti veteen liukenevia. Koska melko vahva sidos ionit ovat tulenkestävät. Lähes kaikki niistä ovat hajuttomia, koska niille on ominaista ei-haihtuvuus. Aineet, joilla on ioninen ristikko voi suorittaa sähkövirran, kuten niiden koostumus ei ole vapaita elektroneja. Tyypillinen esimerkki kiinteän ioni - suolaa. Tällainen kidehilassa antaa sille hauras. Tämä johtuu siitä, että mikä tahansa sen muutos voi aiheuttaa ioni repulsiovoimien.
• Metallinen kidehilassa vain sellaisia kemikaaleja, ioneja on läsnä solmuihin, positiivisesti varautunut. Niiden välillä on vapaita elektroneja, joiden kautta kulkee erinomainen lämpö- ja sähköenergian. Siksi mikä tahansa metalleja eri ominaisuutta, kuten johtavuus.

Yleiset käsitteet kiinteiden

Kiintoaineita ja aineet - se on käytännössä sama asia. Nämä termit tarkoitetut yhdessä 4 aggregaatiotilojen. Kuiva-ainepitoisuus on vakaa muoto ja luonne lämpöliike atomia. Jälkimmäisessä tehdä pienten värähtelyjen lähellä tasapainoasemaa. Tieteenala, jossa käsitellään tutkimuksen koostumuksen ja sisäinen rakenne, jota kutsutaan kiinteän olomuodon fysiikka. On muitakin tärkeitä alueita tiedon mukana tällaisia aineita. Muodon muuttaminen ulkoisten tekijöiden ja liike kutsutaan mekaniikka muotoaan muuttavan elimissä.

Koska eri ominaisuuksia kiintoaineita, niitä on käytetty erilaisten teknisten laitteiden ihmisen luomia. Useimmiten perusteella niiden käyttö oli ominaisuudet, kuten kovuus, tilavuus, massa, elastisuus, plastisuus, haurautta. Nykyaikainen tiede voidaan käyttää ja muut ominaisuudet kiinteitä aineita, jotka voidaan havaita vain laboratoriossa.

Mikä on Crystal

Kiteet - kiinteän kappaleen sijoitettu tietyssä järjestyksessä hiukkasia. Kukin kemikaali on oma rakenteensa. Sen atomien kanssa muodostavat kolmiulotteisesti määräajoin pinoaminen kutsutaan ristikko. Kiinteät aineet on erilainen rakenne symmetria. Kiinteä kiteinen tila pidetään stabiilina, koska se on vähimmäismäärä potentiaalienergia.

Suurin osa kiinteiden aineiden (luonnollinen) koostuu suuresta määrästä satunnaisesti suuntautuneita yksittäisten rakeiden (kristalliittien). Tällaisia aineita kutsutaan monikiteisiä. Näitä ovat tekniset seokset ja metallien sekä paljon kiviä. Yksikiteistä kutsutaan luonnollista tai synteettistä yhden kiteet.

Useimmissa Tällaisissa kiinteissä elimiä muodostetaan tilassa nestefaasin, toimitetaan sulaa tai liuosta. Joskus ne ovat peräisin kaasumaisessa muodossa. Tätä prosessia kutsutaan kiteytys. Kiitos tieteen ja tekniikan kehitykseen viljelyn menettelyn (synteesi) erilaisten aineiden tuotettu teollisessa mittakaavassa. Useimmat kiteet on luonnollinen muoto säännöllinen monitahokas. Niiden koot vaihtelevat suuresti. Esimerkiksi luonnon kvartsi (vuorikristalli) voi painaa jopa satoja kiloja, ja timantit - jopa useita grammaa.

Amorfisessa kiintoaineita, atomit ovat jatkuvassa värähtely noin satunnaisesti sijaitsee pistettä. Ne tallentaa joitakin lyhyen kantaman järjestys, mutta pitkän kantaman. Tämä johtuu siitä, että niiden molekyylit on järjestetty etäisyydelle, joka voidaan verrata niiden kokoa. Yleisin elämämme esimerkki tästä on vankka lasitilaan. Amorfinen materiaaleja pidetään usein neste, äärettömän suuri viskositeetti. Aika kiteytymisen on joskus niin suuri, että ei ole esitetty.

Että edellä mainitut ominaisuudet näiden aineiden yksilöllisiksi. Amorfista kiintoainetta pidetään epävakaa, koska ajan mittaan voi mennä kidetilasta.

Molekyylejä, atomia, joka käsittää kiinteän täynnä korkea tiheys. He käytännössä säilyttämään suhteellisen asemansa suhteessa muihin hiukkasiin ja pidetään yhdessä molekyylien välistä vuorovaikutusta. Välinen etäisyys molekyylien kiinteän eri suuntiin kutsutaan kidehilan parametri. Rakenne aineen ja sen symmetria määrittävät useita ominaisuuksia, kuten elektroni bändi, pilkkominen ja optiikka. Kun se altistetaan kiinteiden riittävän suuria voimia, nämä ominaisuudet voivat olla enemmän tai vähemmän rikottu. Kun tämä kiinteä aine myöntyväinen jäljellä muodonmuutoksia.

Atomit kiinteitä kappaleita värähdellä, mikä johtuu hallussaan lämpöenergian. Koska ne ovat merkityksettömiä, ne voidaan havaita laboratorio-olosuhteissa. Molekyylirakenne kiintoaineiden suurelta osin vaikuta sen ominaisuuksiin.

Tutkimus kiintoaineiden

Ominaisuudet ominaisuudet näiden materiaalien, niiden laatu ja hiukkasten liike tutkittiin eri alaluokkaa kiinteän olomuodon fysiikan.

Tutkimusta varten käytettiin: radio-spektroskopialla, rakenteellinen analyysi käyttäen X-säteitä ja muita menetelmiä. Tutki siis mekaanista, fyysistä ja lämpöominaisuudet kiintoaineita. Kovuus, kestää rasitusta, vetolujuus, vaihe muutos tutkimukset Materiaalit. Se pitkälti päällekkäinen fysiikkaa kiintoaineen. On toinenkin tärkeä modernin tieteen. Tutkia nykyisiä ja syntetisointi uusia aineita pidetään kiinteän olomuodon kemiaan.

ominaisuudet kiintoaineita

Merkki liike ulkoinen elektronin kiinteänä aineena atomia määrittää monia sen ominaisuuksia, esimerkiksi, sähköisesti. On 5 luokkia näitä laitoksia. Ne sijaitsevat riippuen atomien:

• Ioninen, perusominaisuus, joka on sähköstaattisen vetovoiman. Sen ominaisuuksia: pohdintaa ja imeytymistä valon infrapuna-alueella. Matalassa lämpötilassa, ionisidoksen on ominaista alhainen sähkönjohtavuus. Eräs esimerkki tällaisesta materiaalista on natriumsuola suolahappoa (NaCl).
• Kovalenttisen suorittaa kustannuksella elektronin parin, joka kuuluu molempiin atomia. Tällainen yhteys on jaettu: yksi (single), kahden ja kolmen. Nämä nimet osoittavat, että läsnä on elektronipareja (1, 2, 3). Kaksois- ja kolmoissidoksia kutsutaan kerrannaisia. On toinen jako ryhmän. Niin, riippuen elektronitiheys jakelu eristetty polaaristen ja ei-polaaristen sidos. Ensimmäinen on muodostettu eri atomeihin, ja toinen - sama. Tällaisessa kiinteässä olomuotoa, joista esimerkkejä ovat - timantti (C) ja pii (Si), tunnettu siitä, että sen tiheys. Useimmat kiinteät kiteet ovat vain kovalenttinen sidos.
• Metallia, joka muodostuu yhdistämällä valenssielektroneja atomien. Tämän seurauksena, on yhteensä elektroni pilvi, joka on siirretty vaikutuksen alaisena sähköjännitteen. Metalli sidos muodostuu, kun liimaus atomia pitkä. Että ne pystyvät luovuttamaan elektroneja. Monien metallien, kompleksi yhdisteiden sidos on muodostunut kiinteä olomuoto. Esimerkkejä: natrium, barium, alumiini, kupari, kulta. Ei-metallisia yhdisteitä ovat seuraavat: AlCr _2, Ca ₂ Cu, Cu ₅ Zn _8. Aineet, joilla on metalli liimaus (metallit) ovat monimuotoisia fysikaaliset ominaisuudet. Ne voivat olla nestemäisiä (Hg), pehmeä (Na, K), erittäin kova (W, Nb).
• Molekyyli- syntyvät kiteet, jotka on muodostettu eri molekyyleissä aineen. Se on tunnettu siitä, että rakojen välillä molekyylien nolla elektronitiheys. Voima joka yhdistää atomien nämä kiteet ovat huomattavia. Samaan molekyylit ne vetävät toisiaan puoleensa vain heikkoja molekyylien välisiä vetovoima. Siksi niiden väliset yhteydet tuhoutuvat herkästi lämmön. Väliset liitännät atomien romahtaa paljon vaikeampaa. Molekyylisidos on jaettu suunta, dispersio ja induktio. Esimerkki tällaisesta kiinteä aine on metaani.
• Vety, joka tapahtuu välillä positiivisesti polarisoitunut atomien tai molekyylien sen ja negatiivisesti polaroitu pienin hiukkanen molekyylin tai muita osia. Näitä suhteita voidaan selittää jäätä.

ominaisuudet kiintoaineita

Mitä tiedämme tänään? Tutkijat ovat jo pitkään tutkineet ominaisuudet kiinteän aineen. Kun se altistetaan lämpötiloille, ja muuttaa sitä. Siirtymisen kehon neste on nimeltään sulaminen. Muutos kiinteänä kaasumaisessa tilassa, kutsutaan sublimoimalla. Lämpötilan laskiessa tapahtuu Kiinteä kiteytyminen. Jotkut aineet vaikutuksen alaisena kylmä siirretään amorfinen faasi. Tätä prosessia kutsutaan lasittamista tutkijoita.

Vaiheessa siirtymät muuttaa sisäisen rakenteen kiinteitä aineita. Korkein tilaaminen se mittaa lämpötilaa lasketaan. Ilmakehän paineessa ja lämpötilassa T> 0 K mikä tahansa aine, luonnossa olevat, jähmettyä. Vain helium, kiteytyminen, joka on tarpeen paine 24 atm, on poikkeus tähän sääntöön.

Kiinteän tilan antaa sille erilaiset fysikaaliset ominaisuudet. Ne kuvaavat tiettyä käyttäytymistä elinten vaikutuksen alaisena tietyillä aloilla ja voimia. Nämä ominaisuudet on jaettu ryhmiin. 3 Allocate altistuminen vastaavalla menetelmällä kolme energiaa (mekaaninen, terminen, sähkömagneettinen). Näin ollen ne ovat olemassa kolme ryhmää fysikaalisten ominaisuuksien kiinteänä aineena:

• Mekaaniset ominaisuudet liittyvät stressiin ja muodonmuutosta elimissä. Niiden mukaan, kiinteät aineet on jaettu joustava, reologisia, vahvuus ja teknologia. Loput on elin säilyttää muotonsa, mutta se voidaan muuttaa ulkoisen voiman. Tässä tapauksessa se voi olla plastinen muodonmuutos (ensimmäinen näkymä ei palauteta), elastinen (palaa alkuperäiseen muotoonsa) tai tuhoisa (kun tietty kynnys hajoaa / tauko). Tarkistamaan näitä pyrkimyksiä kuvaavat kimmoisuusmoduulien. Kiinteä aine ei ainoastaan vastusta puristus, venytys, mutta myös siirtää, kiertämällä ja taivuttamalla. jäykkä elin voimaa vastustaa puhelu hänen omaisuuttaan tuhotaan.
• Terminen ilmenee vaikutuksen alaisena lämpö aloilla. Yksi tärkeimmistä ominaisuuksista - sulamispiste, jossa laitos muuntaa nestemäiseen tilaan. Se on havaittu kiteisen kiintoaineen. Amorfinen elinten hallussaan latentti sulamislämpö, kuten niiden siirtymistä nestemäisessä tilassa, kun lämpötila nostetaan asteittain. Saavutettaessa tietty lämpö amorfinen elin menettää kimmoisuutensa ja muuttuu plastisuus. Tämä tila tarkoittaa, että saavuttamista niiden lasittumislämpötila. Kun lämmitys tapahtuu jäykän rungon muodonmuutoksia. Lisäksi usein laajenee. Määrällisesti tämä ehto on ominaista tietty tekijä. Kehon lämpötila vaikuttaa mekaanisia ominaisuuksia, kuten virtaavuus, plastisuus, lujuutta ja lujuuden.
• Sähkömagneettinen liittyvät altistumiseen mikropartikkeleista virtoja ja sähkömagneettisia aaltoja suuren jäykkyyden. Näitä ovat koeaika ja säteilevä ominaisuudet.

vyörakenne

Kiinteät aineet luokitellaan ja ns vyörakenne. Joten, joukossa erotetaan:

• Johtimet, tunnettu siitä, että johtavuus ja valenssin ovat osittain päällekkäisiä. Siten elektronit voivat liikkua niiden välillä, jolloin saadaan pienin energia. Johtimia ovat kaikki metallit. Kun sähkövirta on muodostettu tällaisen potentiaalieron elin (johtuen vapaan liikkuvuuden elektronien pisteiden välillä, jolla on pienin ja korkean potentiaalin).
• Eristeet, jotka alueet eivät ole päällekkäisiä. Niiden välimatka on suurempi kuin 4 eV. Tehdään elektroneja valenssi vaatia suuria energian johtuminen bändi. Näiden ominaisuuksien ansiosta eristeiden käytännöllisesti katsoen ei-johtava.
• Puolijohteet, tunnettu siitä, että ilman johtuminen ja valenssi bändejä. Niiden välimatka on pienempi kuin 4 eV. Ja elektronien siirtoa valenssi ja johtavuusvyön vaatii vähemmän energiaa kuin eristeitä. Pure (seostamaton ja ominaisfunktiot) puolijohteet huonosti virta kulkee.

Molekyyli- liikettä kiintoaineen aiheuttaa niiden sähkömagneettisia ominaisuuksia.

muut ominaisuudet

Kiinteät aineet jaetaan ja niiden magneettisia ominaisuuksia. On olemassa kolme ryhmää:

• Diamagneettiset ominaisuuksia, jotka riippuvat vain vähän lämpötilasta tai olomuodon.
• Paramagneettinen, jotka johtuvat suunta johtavuuselektronit ja magneettiset momentit atomien. Mukaan Curie alttius pienenee lämpötilan. Näin ollen, 300 K: ssa se on 10 ^-5.
• Magneettinen elin järjestyneen rakenteen, jolla on pitkän kantaman järjestyksessä atomia. Solmuissa hilan määräajoin järjestetty hiukkasten magneettiset momentit. Nämä kiintoaineet ja yleisesti käytettävien aineiden eri inhimillisen toiminnan.

Vaikein aine luonnossa

Mitä ne ovat? kiintoainetiheys suurelta osin määrittää niiden kovuus. Viime vuosina tutkijat ovat havainneet useita materiaaleja, jotka väittävät olevansa "kaikkein kestävä runko." Useimmat kiinteät - se fullerite (kide-molekyylit, joissa fullereeni), joka on noin 1,5 kertaa kovempaa kuin timantti. Valitettavasti se on tällä hetkellä saatavilla vain hyvin pieniä määriä.

Tähän mennessä kovin aine, jota myöhemmin voidaan käyttää teollisuudessa - lonsdalite (kuusikulmainen timantti). Hän on 58% kovempaa kuin timantti. Lonsdalite - allotrooppista muuttaminen hiiltä. Sen kidehilassa on hyvin samanlainen kuin timantti. Lonsdaleite solu sisältää 4 atomia, mutta timantti - 8. Niistä käytetään yleisesti kiteiden tänään on vaikein timantti.