კრისტალური სხეულების სწორი გეომეტრიული ფორმა. ბროლის სხეულები

4. . 5. . 6. . 7. .

ყველას შეუძლია ადვილად დაყოს სხეულები მყარ და თხევად. თუმცა, ეს დაყოფა დაფუძნებული იქნება მხოლოდ გარე ნიშნებზე. იმისათვის, რომ გავარკვიოთ, რა თვისებები აქვთ მყარ ნაწილებს, გავაცხელებთ მათ. ზოგიერთი სხეული დაიწყებს წვას (შეშა, ქვანახშირი) - ეს არის ორგანული ნივთიერებები. სხვები რბილდება (ფისოვანი) დაბალ ტემპერატურაზეც კი - ეს ამორფულია. მყარი ნივთიერებების სპეციალურ ჯგუფს შეადგენენ ისინი, რომლებისთვისაც ტემპერატურის დამოკიდებულება გაცხელების დროზე წარმოდგენილია სურათზე 12. ეს არის კრისტალური მყარი. კრისტალური სხეულების ეს ქცევა გაცხელებისას აიხსნება მათი შინაგანი სტრუქტურით. ბროლის სხეულები- ეს არის სხეულები, რომელთა ატომები და მოლეკულები განლაგებულია გარკვეული თანმიმდევრობით და ეს რიგი შენარჩუნებულია საკმაოდ დიდ მანძილზე. ატომების ან იონების სივრცითი პერიოდული განლაგება კრისტალში ეწოდება ბროლის გისოსი. კრისტალური მედის წერტილებს, რომლებზეც ატომები ან იონებია განლაგებული, მედის კვანძები ეწოდება.

კრისტალური სხეულები არის ერთკრისტალები ან პოლიკრისტალები. მონოკრისტალიაქვს ერთი ბროლის გისოსი მთელ მოცულობაში.

ანისოტროპიაერთკრისტალები მდგომარეობს მათი ფიზიკური თვისებების მიმართულებაზე დამოკიდებულებაში. პოლიკრისტალიეს არის პატარა, განსხვავებულად ორიენტირებული ერთკრისტალების (მარცვლების) კომბინაცია და არ გააჩნია თვისებების ანიზოტროპია. მყარი ნივთიერებების უმეტესობას აქვს პოლიკრისტალური სტრუქტურა (მინერალები, შენადნობები, კერამიკა).

კრისტალური სხეულების ძირითადი თვისებებია: დნობის წერტილის სიზუსტე, ელასტიურობა, სიმტკიცე, თვისებების დამოკიდებულება ატომების განლაგების თანმიმდევრობაზე, ანუ ბროლის გისოსის ტიპზე.

ამორფულიარის ნივთიერებები, რომლებსაც არ აქვთ წესრიგი ატომებისა და მოლეკულების განლაგებაში ამ ნივთიერების მთელ მოცულობაში. კრისტალური ნივთიერებებისგან განსხვავებით, ამორფული ნივთიერებები იზოტროპული. ეს ნიშნავს, რომ თვისებები ყველა მიმართულებით ერთნაირია. ამორფული მდგომარეობიდან თხევადში გადასვლა ხდება თანდათანობით, არ არსებობს კონკრეტული დნობის წერტილი. ამორფულ სხეულებს არ აქვთ ელასტიურობა, ისინი პლასტიკურია. სხვადასხვა ნივთიერებები ამორფულ მდგომარეობაშია: მინა, ფისები, პლასტმასი და ა.შ.

ელასტიურობა- სხეულების თვისება აღადგინონ ფორმა და მოცულობა გარე ძალების შეწყვეტის ან სხვა მიზეზების შემდეგ, რამაც გამოიწვია სხეულების დეფორმაცია. მყარი სხეულის ნაწილაკების გადაადგილების ხასიათის მიხედვით, დეფორმაციები, რომლებიც წარმოიქმნება მისი ფორმის შეცვლისას, იყოფა: დაჭიმულობა - შეკუმშვა, წანაცვლება, ტორსიონი და მოხრა. ელასტიური დეფორმაციებისთვის მოქმედებს ჰუკის კანონი, რომლის მიხედვითაც ელასტიური დეფორმაციები პირდაპირპროპორციულია მათ გამომწვევი გარე ზემოქმედებისა. დაჭიმულ-შეკუმშვის დეფორმაციისთვის ჰუკის კანონს აქვს ფორმა: , სადაც არის მექანიკური ძაბვა, არის ფარდობითი დრეკადობა, არის აბსოლუტური დრეკადობა, არის იანგის მოდული (დრეკადობის მოდული). ელასტიურობა განპირობებულია ნივთიერების შემადგენელი ნაწილაკების ურთიერთქმედებითა და თერმული მოძრაობით.

მყარი არის მატერიის ოთხი ფუნდამენტური მდგომარეობიდან ერთ-ერთი, გარდა თხევადი, აირისა და პლაზმისა. მას ახასიათებს სტრუქტურული სიმკვეთრე და მდგრადობა ფორმის ან მოცულობის ცვლილებების მიმართ. სითხისგან განსხვავებით, მყარი საგანი არ მიედინება და არ იღებს იმ კონტეინერის ფორმას, რომელშიც ის მოთავსებულია. მყარი არ ფართოვდება, რათა შეავსოს მთელი არსებული მოცულობა, როგორც ამას აკეთებს აირი.
მყარი ატომები ერთმანეთთან მჭიდროდ არის დაკავშირებული, არიან მოწესრიგებულ მდგომარეობაში კრისტალური მედის კვანძებში (ეს არის ლითონები, ჩვეულებრივი ყინული, შაქარი, მარილი, ბრილიანტი), ან განლაგებულია არარეგულარულად, არ აქვთ მკაცრი განმეორებადობა. ბროლის გისოსების სტრუქტურა (ეს არის ამორფული სხეულები, როგორიცაა ფანჯრის მინა, როზინი, მიკა ან პლასტმასი).

ბროლის სხეულები

კრისტალურ მყარ ნაწილებს ან კრისტალებს აქვთ გამორჩეული შინაგანი თვისება - სტრუქტურა კრისტალური მედის სახით, რომელშიც ნივთიერების ატომები, მოლეკულები ან იონები იკავებენ გარკვეულ ადგილს.
ბროლის გისოსი იწვევს კრისტალებში სპეციალური ბრტყელი სახეების არსებობას, რომლებიც განასხვავებენ ერთ ნივთიერებას მეორისგან. რენტგენის სხივების ზემოქმედებისას, თითოეული ბროლის ბადე გამოყოფს დამახასიათებელ ნიმუშს, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნივთიერების იდენტიფიცირებისთვის. კრისტალების კიდეები იკვეთება გარკვეული კუთხით, რაც განასხვავებს ერთ ნივთიერებას მეორისგან. თუ ბროლი გაიყო, ახალი სახეები იკვეთება იმავე კუთხით, როგორც ორიგინალი.

მათ აქვთ ორი დამახასიათებელი თვისება: იზოტროპია და სპეციფიკური დნობის წერტილის არარსებობა.
ამორფული სხეულების იზოტროპია გაგებულია, როგორც ნივთიერების იგივე ფიზიკური თვისებები ყველა მიმართულებით.
ამორფულ მყარში, მანძილი კრისტალური გისოსის მეზობელ კვანძებამდე და მეზობელი კვანძების რაოდენობა იცვლება მთელ მასალაში. მაშასადამე, მოლეკულური ურთიერთქმედების დასაშლელად საჭიროა თერმული ენერგიის სხვადასხვა რაოდენობა. შესაბამისად, ამორფული ნივთიერებები ნელა რბილდება ტემპერატურის ფართო დიაპაზონში და არ აქვს მკაფიო დნობის წერტილი.
ამორფული მყარი ნივთიერებების თავისებურება ის არის, რომ დაბალ ტემპერატურაზე მათ აქვთ მყარი ნივთიერებების თვისებები, ხოლო ტემპერატურის მატებისას მათ აქვთ სითხის თვისებები.

კრისტალურიმოვუწოდებთ სხეულებს, რომლებშიც ატომები და მოლეკულები განლაგებულია სწორი გეომეტრიული თანმიმდევრობით, მაგრამ ამორფული- რომელშიც ატომები და მოლეკულები განლაგებულია შემთხვევით. ენერგიის მხრივ, კრისტალურ და ამორფულ სხეულებს შორის ფუნდამენტური განსხვავებაა, რაც შედგება იმაში, რომ კრისტალური სხეულების დნობისა და გამაგრების პროცესს თან ახლავს გარკვეული თერმული ეფექტი. ამორფულ სხეულებს არ აქვთ ეს თერმული ეფექტი.

კრისტალური ნივთიერებების დამახასიათებელი თვისებები:

ა) სტრუქტურის ერთგვაროვნება (კრისტალის ერთგვაროვნება არის ატომების ორმხრივი განლაგების ნიმუშის ერთგვაროვნება მისი მოცულობის ყველა ნაწილში);

ბ) ანიზოტროპია (იზოტროპულ სხეულებში ყველა თვისება - თბოგამტარობა, ელექტრული გამტარობა, ნაკაწრის სიმტკიცე და ა.შ. - ერთნაირია ნებისმიერი მიმართულებით, ხოლო ანისოტროპულ სხეულებში ყველა თვისება არ არის ერთნაირი არაპარალელური მიმართულებით, ე.ი., მაგ. ერთი მიმართულებით ელექტრული დენი გადის უფრო სწრაფად, სხვებში - ნელა);

გ) სიმეტრია.

კრისტალური და ამორფული ნივთიერებების აგებულების განსხვავება მათ თვისებებშიც განაპირობებს. ამრიგად, ამორფული ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ თავისუფალი ენერგიის დიდი მარაგი, ქიმიურად უფრო აქტიურია, ვიდრე იმავე შემადგენლობის კრისტალური ნივთიერებები.

მინა ან მინის შენადნობიარის არაორგანული ან ორგანული შერწყმის პროდუქტი, რომელიც გაცივებულია მყარ მდგომარეობაში კრისტალიზაციის გარეშე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მინა არის სუპერგაციებული სითხე.

ამორფულ და მინის შენადნობებში, შორ მანძილზე წესრიგის არარსებობის შემთხვევაში, შენარჩუნებულია მოკლე დიაპაზონის წესრიგი - ატომური ნაწილაკების ჯგუფები, რომლებიც ასახავს ნივთიერების ქიმიურ შემადგენლობას. ასეთ დაჯგუფებებს ჩვეულებრივ სტრუქტურულ ერთეულებს უწოდებენ. შუშის მასალების დამახასიათებელი თვისებაა მათი გამჭვირვალობა სპექტრის სხვადასხვა რეგიონში. არსებობს სხვადასხვა სახის მინა.

ოქსიდის სათვალეები(მაგალითად, ფანჯრის მინა) მიიღება Na 2 O CaO 6SiO 2 + კალიუმის და ტყვიის სილიკატების (კრისტალი) + ბორის ოქსიდის (სითბომდგრადი ქიმიური მინა) საფუძველზე, გამჭვირვალე სპექტრის ხილულ რეგიონში. გაუმჭვირვალე ულტრაიისფერი სხივების მიმართ.

ქალკოგენიდის სათვალეები(დაფუძნებული ქალკოგენებზე - გოგირდი, სელენი, ტელურუმი), გამჭვირვალე სპექტრის ხილულ და IR რეგიონებში. ისინი გამოიყენება ღამის ხედვის მოწყობილობების დასამზადებლად, საკვანძო მეხსიერების ელემენტების დასამზადებლად, გამოიყენება ინფორმაციის ჩასაწერად (ფოტოკოპირების მანქანებში), ჰოლოგრაფიაში, გამოსახულების გადასაცემად დიდ დისტანციებზე და გარე სივრცეში, გამოიყენება როგორც ტალღის გამტარები - ბოჭკოვანი კაბელი, წინააღმდეგობის თერმომეტრები ატომური რეაქტორებისთვის. .

ფტორცირკონის სათვალეებიისინი მზადდება ჰაფნიუმის და ცირკონიუმის ფტორიდების საფუძველზე სხვა ფტორიდების დამატებით და აქვთ გამჭვირვალობის ფართო დიაპაზონი - UV-დან ახლო IR სპექტრულ რეგიონამდე.

ფოსფატის ჭიქებიდამზადებულია კალციუმის ორთოფოსფატის საფუძველზე - გამჭვირვალე სპექტრის ხილულ და ულტრაიისფერ ზონებში (მუქი ფანჯრები მანქანებზე).

ფულერენი არის "ქიმიურად სტაბილური ნახშირბადის დახურული ზედაპირის სტრუქტურები, რომლებშიც ნახშირბადის ატომები განლაგებულია რეგულარული ექვსკუთხედების ან ხუთკუთხედების წვეროებზე და რეგულარულად ფარავს სფეროს ან სფეროიდის ზედაპირს".

ქიმიური თერმოდინამიკა- მეცნიერება, რომელიც სწავლობს სისტემებისა და კანონების სტაბილურობის პირობებს. ქიმიური თერმოდინამიკა სწავლობს თერმოდინამიკის კანონების გამოყენებას ქიმიურ და ფიზიკურ-ქიმიურ მოვლენებზე.

იგი ძირითადად მოიცავს:

1) პროცესების სითბოს ნაშთები, მათ შორის ფიზიკური და ქიმიური პროცესების თერმული ეფექტები;

2) ცალკეული ნივთიერებებისა და ნარევების ფაზური წონასწორობა;

3) ქიმიური წონასწორობა.

ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტიან სისტემის ენთალპიის ცვლილება ქიმიური რეაქციის გამოვლენის გამო - სითბოს რაოდენობა, რომელიც მიეკუთვნება ქიმიური ცვლადის ცვლილებას, რომელიც მიღებულ იქნა სისტემის მიერ, რომელშიც მოხდა ქიმიური რეაქცია და რეაქციის პროდუქტებმა მიიღეს ტემპერატურა რეაგენტები.

იმისათვის, რომ თერმული ეფექტი იყოს რაოდენობა, რომელიც დამოკიდებულია მხოლოდ მიმდინარე ქიმიური რეაქციის ბუნებაზე, უნდა დაკმაყოფილდეს შემდეგი პირობები:

რეაქცია უნდა მიმდინარეობდეს ან მუდმივი მოცულობით ქ v (იზოქორული პროცესი), ან მუდმივი წნევით ქ p (იზობარული პროცესი).

სისტემაში სამუშაო არ შესრულდება, გარდა გაფართოების სამუშაოებისა, რომელიც შესაძლებელია P = const.

თუ რეაქცია ტარდება სტანდარტულ პირობებში T = 298.15 K = 25 C და P = 1 atm = 101325 Pa, თერმული ეფექტი ეწოდება რეაქციის სტანდარტულ თერმულ ეფექტს ან რეაქციის Δ სტანდარტულ ენთალპიას. ჰ rO. თერმოქიმიაში რეაქციის სტანდარტული სითბო გამოითვლება ფორმირების სტანდარტული ენთალპიების გამოყენებით.

წარმოქმნის სტანდარტული სითბო გაგებულია, როგორც თერმული ეფექტი ნივთიერების ერთი მოლის წარმოქმნის რეაქციის თერმული ეფექტით მარტივი ნივთიერებებისგან და მისი კომპონენტებისგან, რომლებიც სტაბილურ სტანდარტულ მდგომარეობებშია.

მაგალითად, ნახშირბადისა და წყალბადისგან 1 მოლი მეთანის წარმოქმნის სტანდარტული ენთალპია რეაქციის თერმული ეფექტის ტოლია: C(t) + 2H 2 (g) = CH 4 (g) + 74,9 კჯ/მოლი.

რეაქციებს, რომლებშიც სითბო გამოიყოფა (ენთალპია მცირდება) ეწოდება ეგზოთერმული. რეაქციებს, რომლებშიც სითბო შეიწოვება (ენთალპია იზრდება) ეწოდება ენდოთერმული. როგორც წესი, ეგზოთერმული რეაქციები არის ის, რომლებშიც პროდუქტებს აქვთ უფრო ძლიერი ქიმიური ბმები, ვიდრე საწყისი ნივთიერებები, ხოლო ენდოთერმული რეაქციები საპირისპიროა.

ქიმიური რეაქციების განტოლებებს, რომლებიც მიუთითებს თერმოეფექტზე, ეწოდება თერმოქიმიური განტოლებები. გარდა თერმული ეფექტისა, თერმოქიმიური განტოლებები ხშირად ასევე მიუთითებს ნივთიერებების ფაზურ მდგომარეობასა და პოლიმორფულ მოდიფიკაციაზე.

თუ არსებობს რამდენიმე რეაქცია, საბოლოო თერმული ეფექტი გამოითვლება

მყარი.

INსითხეებისგან განსხვავებით, მყარებს აქვთ ფორმის ელასტიურობა როდესაც ხდება მყარი სხეულის გეომეტრიის შეცვლის მცდელობები, მასში წარმოიქმნება ელასტიური ძალები, რომლებიც ხელს უშლიან ამ ეფექტს. მყარი ნივთიერებების შინაგანი სტრუქტურის თავისებურებებიდან გამომდინარე განასხვავებენ კრისტალური და ამორფული მყარი. კრისტალები და ამორფული სხეულები მნიშვნელოვნად განსხვავდებიან ერთმანეთისგან მრავალი ფიზიკური თვისებით.

ამორფული სხეულებიმათი შინაგანი სტრუქტურა ძალიან ჰგავს სითხეებს, რის გამოც მათ ხშირად უწოდებენ სუპერგაციებული სითხეები . სითხეების მსგავსად, ამორფული სხეულები სტრუქტურულად იზოტროპულია. მათი თვისებები არ არის დამოკიდებული განხილულ მიმართულებაზე. ეს აიხსნება იმით, რომ ამორფულ სხეულებში, ისევე როგორც სითხეებში, დახურვის შეკვეთა (კოორდინაციის ნომერი), ხოლო შორეული (ბმების სიგრძე და კუთხე) არ არსებობს, ეს უზრუნველყოფს ამორფული სხეულის ყველა მაკროფიზიკური თვისების სრულ ერთგვაროვნებას. ამორფული სხეულების ტიპიური მაგალითებია მინა, ფისები, ბიტუმი და ქარვა.

კრისტალურ სხეულებს, ამორფებისგან განსხვავებით, აქვთ მკაფიო მოწესრიგებული მიკროსტრუქტურა, რომელიც შენარჩუნებულია მაკრო დონეზე და გარედან ჩნდება პატარა მარცვლების სახით ბრტყელი კიდეებით და მკვეთრი კიდეებით, ე.წ. კრისტალები.

ბუნებაში გავრცელებული კრისტალური სხეულები (ლითონები და შენადნობები, შაქარი და სუფრის მარილი, ყინული და ქვიშა, ქვა და თიხა, ცემენტი და კერამიკა, ნახევარგამტარები და ა.შ.) ჩვეულებრივ არის. პოლიკრისტალები, შედგება შემთხვევით ორიენტირებული ერთკრისტალებისგან, რომლებიც შერწყმულია ერთმანეთთან (კრისტალები), რომლის ზომებია დაახლოებით 1 მიკრონი (10 -6 მ, თუმცა ზოგჯერ გვხვდება საკმაოდ დიდი ზომის ერთკრისტალები). მაგალითად, კლდის ბროლის ერთკრისტალები აღწევენ ადამიანის სიმაღლეს თანამედროვე ტექნოლოგიაში ერთკრისტალები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ, ამიტომ შემუშავებულია მათი ხელოვნური ზრდის ტექნოლოგია.

ერთი კრისტალის შიგნით ნივთიერების ატომები (იონები) მოთავსებულია შორი დისტანციური რიგის შესაბამისად, სივრცეში მკაფიოდ ორიენტირებული გეომეტრიული სტრუქტურის კვანძებში, ე.წ. ბროლის გისოსი თითოეული ნივთიერება ქმნის საკუთარ კრისტალურ გისოსს, გეომეტრიით ინდივიდუალურ, მყარ მდგომარეობაში. მისი ფორმა განისაზღვრება ნივთიერების მოლეკულების სტრუქტურით. ყოველთვის შეიძლება ხაზგასმული იყოს გისოსებით ერთეული უჯრედი, მისი ყველა გეომეტრიული მახასიათებლის შენარჩუნება, მაგრამ კვანძების მინიმალური შესაძლო რაოდენობის ჩათვლით.

თითოეული კონკრეტული ნივთიერების ერთკრისტალებს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ზომები. თუმცა, ისინი ყველა ინარჩუნებენ ერთსა და იმავე გეომეტრიას, რაც გამოიხატება მუდმივი კუთხეების შენარჩუნებაში შესაბამის ბროლის სახეებს შორის. თუ ერთი ბროლის ფორმა ძალდატანებით ირღვევა, მაშინ როდესაც შემდგომში დნობისგან იზრდება ან უბრალოდ გაცხელდება, ის აუცილებლად აღადგენს თავის წინა ფორმას. ბროლის ფორმის აღდგენის მიზეზი არის თერმოდინამიკური მდგრადობის ცნობილი მდგომარეობა - პოტენციური ენერგიის მინიმუმამდე დაყვანის სურვილი. კრისტალებისთვის ეს პირობა ჩამოყალიბდა ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად J.W. Gibbs-ის, P. Curie-ისა და G.W. Wolf-ის მიერ პრინციპის სახით: ბროლის ზედაპირის ენერგია მინიმალური უნდა იყოს.

ერთკრისტალების ერთ-ერთი ყველაზე დამახასიათებელი თვისებაა ანიზოტროპია მათი მრავალი ფიზიკური და მექანიკური თვისება. მაგალითად, მრავალი კრისტალის სიმტკიცე, სიძლიერე, მტვრევადობა, თერმული გაფართოება, ელასტიური ტალღის სიჩქარე, ელექტრული გამტარობა და თბოგამტარობა შეიძლება დამოკიდებული იყოს ბროლის მიმართულებებზე. პოლიკრისტალებში, ანიზოტროპია პრაქტიკულად არ ვლინდება მხოლოდ მცირე ზომის ერთკრისტალების ქაოტური ორმხრივი ორიენტაციის გამო, რომლებიც ქმნიან მათ. ეს განპირობებულია იმით, რომ ბროლის ბადეში კვანძებს შორის მანძილი სხვადასხვა მიმართულებით, ზოგადად, მნიშვნელოვნად განსხვავდება.

კრისტალების კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ის, რომ ისინი დნება და კრისტალდება მუდმივ ტემპერატურაზე, პირველი რიგის ფაზის გადასვლების თერმოდინამიკური თეორიის სრული დაცვით. ამორფულ მყარ ნაწილებს არ აქვთ მკაფიოდ განსაზღვრული ფაზის გადასვლა. გაცხელებისას ისინი რბილდებიან, ტემპერატურული ცვლილებების ფართო დიაპაზონში, ეს ნიშნავს, რომ ამორფულ სხეულებს არ აქვთ სპეციფიკური რეგულარული სტრუქტურა და გაცხელებისას ის ნადგურდება ეტაპობრივად, ხოლო კრისტალები, გაცხელებისას, ანადგურებს ერთგვაროვან კრისტალურ გისოსს. მისი გრძელვადიანი შეკვეთა) მკაცრად ფიქსირებული ენერგიის პირობებში და, შესაბამისად, ფიქსირებულ ტემპერატურაზე.

ზოგიერთი მყარი შეიძლება სტაბილურად არსებობდეს როგორც კრისტალურ, ასევე ამორფულ მდგომარეობაში. ტიპიური მაგალითია მინა. როდესაც დნება საკმარისად სწრაფად გაცივდება, მინა ხდება ძალიან ბლანტი და გამკვრივდება, სანამ დრო არ მოაქვს კრისტალური სტრუქტურის შეძენას. თუმცა, ძალიან ნელი გაგრილებით, გარკვეულ ტემპერატურულ დონეზე ზემოქმედებით, იგივე მინა კრისტალიზდება და იძენს სპეციფიკურ თვისებებს (ასეთ სათვალეებს ე.წ. მინის კერამიკა ). კიდევ ერთი გავრცელებული მაგალითია კვარცი. ბუნებაში, ის ჩვეულებრივ არსებობს კრისტალის სახით და ამორფული კვარცი ყოველთვის წარმოიქმნება დნობისგან (მას ე.წ. შერწყმული კვარცი ). გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ რაც უფრო რთულია ნივთიერების მოლეკულები და რაც უფრო ძლიერია მათი ინტერმოლეკულური ბმები, მით უფრო ადვილია მყარი ამორფული მოდიფიკაციის მიღება გაგრილებისას.

მყარი სხეულები ხასიათდება მუდმივი ფორმით და მოცულობით და იყოფა კრისტალურ და ამორფებად.

ბროლის სხეულები

კრისტალურ მდგომარეობაში მყოფ თითოეულ ქიმიურ ნივთიერებას შეესაბამება სპეციფიკური ბროლის ბადე, რომელიც განსაზღვრავს ბროლის ფიზიკურ თვისებებს.

Იცოდი?
მრავალი წლის წინ პეტერბურგში, ერთ-ერთ გაუხურებელ საწყობში იყო თეთრი თუნუქის მბზინავი ღილების დიდი მარაგი. და უეცრად მათ დაიწყეს ჩაბნელება, დაკარგეს ბზინვარება და იშლება ფხვნილად. რამდენიმე დღეში ღილების მთები ნაცრისფერი ფხვნილის გროვად გადაიქცა. "კალის ჭირი"- ასე ერქვა თეთრი თუნუქის ამ "დაავადებას".
და ეს იყო მხოლოდ კალის კრისტალებში ატომების რიგის გადაწყობა. კალა, რომელიც თეთრი ჯიშიდან ნაცრისფერზე გადადის, იშლება ფხვნილად.
თეთრი და ნაცრისფერი კალა არის კალის კრისტალები, მაგრამ დაბალ ტემპერატურაზე იცვლება მათი კრისტალური სტრუქტურა და შედეგად იცვლება ნივთიერების ფიზიკური თვისებები.

კრისტალებს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ფორმა და შემოიფარგლება ბრტყელი კიდეებით.

ბუნებაში არის:
ა) ერთკრისტალები- ეს არის ერთგვაროვანი კრისტალები, რომლებსაც აქვთ რეგულარული მრავალკუთხედის ფორმა და აქვთ უწყვეტი ბროლის გისოსები

სუფრის მარილის ერთკრისტალები:

ბ) პოლიკრისტალები- ეს არის კრისტალური სხეულები, რომლებიც შერწყმულია პატარა, ქაოტურად განლაგებული კრისტალებისგან.
მყარი ნივთიერებების უმეტესობას აქვს პოლიკრისტალური სტრუქტურა (ლითონები, ქვები, ქვიშა, შაქარი).

ბისმუტის პოლიკრისტალები:

კრისტალების ანიზოტროპია

კრისტალებში შეიმჩნევა ანიზოტროპია- ფიზიკური თვისებების (მექანიკური სიძლიერე, ელექტრული გამტარობა, თბოგამტარობა, სინათლის გარდატეხა და შთანთქმა, დიფრაქცია და ა.შ.) დამოკიდებულება ბროლის შიგნით მიმართულებაზე.

ანიზოტროპია შეინიშნება ძირითადად ერთკრისტალებში.

პოლიკრისტალებში (მაგალითად, ლითონის დიდ ნაჭერში), ანიზოტროპია არ ჩანს ნორმალურ მდგომარეობაში.
პოლიკრისტალები შედგება დიდი რაოდენობით მცირე ბროლის მარცვლებისგან. მიუხედავად იმისა, რომ თითოეულ მათგანს აქვს ანიზოტროპია, მათი განლაგების დარღვევის გამო, პოლიკრისტალური სხეული მთლიანად კარგავს თავის ანიზოტროპიას.

ნებისმიერი კრისტალური ნივთიერება დნება და კრისტალდება მკაცრად განსაზღვრულ დროს დნობის წერტილი: რკინა - 1530°-ზე, კალა - 232°-ზე, კვარცი - 1713°-ზე, ვერცხლისწყალი - მინუს 38°-ზე.

ნაწილაკებს შეუძლიათ დაარღვიონ კრისტალში განლაგების რიგი მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ის იწყებს დნობას.

სანამ არსებობს ნაწილაკების რიგი, არსებობს ბროლის ბადე, კრისტალი არსებობს. თუ ნაწილაკების სტრუქტურა დაირღვა, ეს ნიშნავს, რომ კრისტალი დნება - გადაიქცა სითხეში, ან აორთქლდა - გადაიქცა ორთქლად.

ამორფული სხეულები

ამორფულ სხეულებს არ აქვთ მკაცრი წესრიგი ატომებისა და მოლეკულების განლაგებისას (მინა, ფისი, ქარვა, როზინი).

ამორფულ სხეულებში შეიმჩნევა იზოტროპია- მათი ფიზიკური თვისებები ყველა მიმართულებით ერთნაირია.

გარე გავლენის ქვეშ, ამორფული სხეულები გამოფენილია ერთდროულადელასტიური თვისებები (დარტყმისას ისინი იშლება ნაწილებად, როგორც მყარი) და სითხე (ხანგრძლივი ზემოქმედებით, ისინი მიედინება სითხეებივით).

დაბალ ტემპერატურაზე, ამორფული სხეულები თავიანთი თვისებებით ჰგავს მყარ სხეულებს, ხოლო მაღალ ტემპერატურაზე ისინი ძალიან ბლანტი სითხეების მსგავსია.

ამორფული სხეულები არ აქვს კონკრეტული დნობის წერტილიდა, შესაბამისად, კრისტალიზაციის ტემპერატურა.
გაცხელებისას თანდათან რბილდება.

ამორფული სხეულები იკავებს შუალედური პოზიციაკრისტალურ მყარ და სითხეებს შორის.

იგივე ნივთიერებაშეიძლება მოხდეს როგორც კრისტალური, ასევე არაკრისტალური ფორმით.

ნივთიერების თხევადი დნობისას ნაწილაკები სრულიად შემთხვევით მოძრაობენ.
თუ, მაგალითად, თქვენ დნება შაქარი, მაშინ:

1. თუ დნება მყარდება ნელა, მშვიდად, მაშინ ნაწილაკები გროვდება თანაბარ რიგებად და წარმოიქმნება კრისტალები. ასე მიიღება გრანულირებული შაქარი ან ერთიანად შაქარი;

2. თუ გაცივება ხდება ძალიან სწრაფად, მაშინ ნაწილაკებს არ აქვთ დრო, რომ დალაგდნენ რეგულარულ რიგებში და დნება მყარდება არაკრისტალურად. ასე რომ, თუ გამდნარ შაქარს ცივ წყალში ან ძალიან ცივ თეფშზე დაასხით, წარმოიქმნება შაქრის კანფეტი, არაკრისტალური შაქარი.

საოცარი!

დროთა განმავლობაში, არაკრისტალური ნივთიერება შეიძლება "გადაგვარდეს", ან, უფრო სწორად, კრისტალიზდეს მათში არსებული ნაწილაკები რეგულარულ რიგებში.

მხოლოდ პერიოდი განსხვავებულია სხვადასხვა ნივთიერებებისთვის: შაქრისთვის რამდენიმე თვეა, ქვისთვის კი მილიონობით წელი.

გააჩერეთ ტკბილეული ჩუმად ორი-სამი თვის განმავლობაში. შეხედეთ მას გამადიდებელი შუშით: ეს არის შაქრის პატარა კრისტალები. კრისტალების ზრდა დაიწყო არაკრისტალურ შაქარში. დაელოდეთ კიდევ რამდენიმე თვე - და არა მხოლოდ ქერქი, არამედ მთელი ტკბილეული დაკრისტალდება.

ჩვენი ჩვეულებრივი ფანჯრის მინასაც კი შეუძლია კრისტალიზაცია. ძალიან ძველი მინა ზოგჯერ მთლიანად დაბინდულია, რადგან მასში იქმნება პატარა გაუმჭვირვალე კრისტალების მასა.

მინის ქარხნებში ზოგჯერ ღუმელში ყალიბდება "თხა", ანუ კრისტალური მინის ბლოკი. ეს ბროლის მინა ძალიან გამძლეა, უფრო ადვილია ღუმელის განადგურება, ვიდრე მისგან ჯიუტი "თხა".
მისი შესწავლის შემდეგ, მეცნიერებმა შექმნეს ახალი, ძალიან გამძლე მინის მასალა - კერამიკული მინა. ეს არის შუშის კრისტალური მასალა, რომელიც მიიღება მინის მოცულობითი კრისტალიზაციის შედეგად.

ცნობისმოყვარე!

შეიძლება არსებობდეს სხვადასხვა კრისტალური ფორმები იგივე ნივთიერება.
მაგალითად, ნახშირბადი.

გრაფიტიარის კრისტალური ნახშირბადი. ფანქრის მილები დამზადებულია გრაფიტისგან, რომელიც მსუბუქად დაჭერისას ტოვებს კვალს ქაღალდზე. გრაფიტის სტრუქტურა ფენიანია. გრაფიტის ფენები ადვილად იცვლება, ამიტომ გრაფიტის ფანტელები წერისას ქაღალდს ეწებება.

მაგრამ არსებობს კრისტალური ნახშირბადის სხვა ფორმა - ბრილიანტი.