Medžiagos Savybės: Kietos Medžiagos

{h1}

Kieta medžiaga yra tokia būsena, kai molekulės yra glaudžiai supakuotos ir paprastai išdėstytos taisyklinga tvarka. Tvirtas objektas turi fiksuotą formą ir tūrį.

Kieta yra viena iš trijų pagrindinių materijos būsenų, kartu su skysčiu ir dujomis. Medžiaga yra visatos, atomų, molekulių ir jonų, kurie sudaro visas fizines medžiagas, „daiktai“. Kietoje medžiagoje šios dalelės yra glaudžiai supakuotos ir negali laisvai judėti medžiagos viduje. Kietųjų dalelių molekulinis judėjimas apsiriboja labai mažais atomų virpesiais aplink jų fiksuotą padėtį. todėl kietosios medžiagos turi fiksuotą formą, kurią sunku pakeisti. Kietosios dalelės taip pat turi neabejotiną tūrį; tai yra, jie išlaiko savo dydį, nesvarbu, kaip bandai juos pakeisti.

Kietosios dalelės skirstomos į dvi pagrindines kategorijas: kristalines ir amorfines kietąsias medžiagas, atsižvelgiant į tai, kaip dalelės yra išdėstytos.

Kristalinės kietosios medžiagos

Kristalinis kietosios medžiagos arba kristalai yra laikomi „tikromis kietosiomis medžiagomis“. Mineralai yra kristalinės kietosios medžiagos. Įprasta stalo druska yra vienas iš tokių kietų medžiagų pavyzdžių. Kristalinėse kietose vietose atomai, jonai ar molekulės yra išdėstyti tvarkingai ir simetriškai, kartojantis per visą kristalą. Mažiausia pasikartojanti kietojo kūno struktūra vadinama vienetine ląstele, kuri yra tarsi plyta sienoje. Vienetinės ląstelės sujungiamos į tinklą, vadinamą krištolo gardelėmis. Yra 14 rūšių grotelių, vadinamų Bravainių gardelėmis (pavadintos XIX a. Prancūzų fiziko Auguste Bravais vardu), ir jos yra suskirstytos į septynias kristalų sistemas pagal atomų išdėstymą. „ChemWiki“ puslapyje Kalifornijos universitete, Davisas, išvardytos šios sistemos kaip kubinė, šešiakampė, tetragoninė, romboedrinė, ortorombinė, monoklininė ir triklininė.

Be įprasto dalelių išdėstymo, kristalinės kietosios medžiagos turi dar keletą būdingų savybių. Paprastai jie yra nesuspaudžiami, tai reiškia, kad jų negalima suspausti į mažesnes formas. Dėl besikartojančios geometrinės kristalo struktūros, visi ryšiai tarp dalelių yra vienodo stiprumo. Tai reiškia, kad kristalinė kieta medžiaga turės skirtingą lydymosi temperatūrą, nes karštis sugadins visas jungtis tuo pačiu metu.

Taip pat eksponuojamos kristalinės kietosios medžiagos anizotropija. Tai reiškia, kad tokios savybės kaip lūžio rodiklis (kiek šviesos sulenkia praeinant pro medžiagą), laidumas (kaip gerai ji veda elektrą) ir tempiamasis stipris (jėga, reikalinga jai atskilti) skirsis priklausomai nuo krypties, kuria jėga yra taikomas. Taip pat eksponuojamos kristalinės kietosios medžiagos skilimas; Kai jie suskaidomi, gabalai turės obliuotą paviršių arba tiesius kraštus.

Kristalinių kietų medžiagų tipai

Yra keturios kristalinių kietųjų medžiagų rūšys: joninės, molekulinės, tinklo kovalentinės ir metalinės.

Joninės kietosios medžiagos

Joniniai junginiai sudaro kristalus, sudarytus iš priešingai įkrautų jonų: teigiamai įkrauto katijonas ir neigiamai įkrautas anijonas. Dėl stiprios traukos tarp priešingų krūvių reikia joniškiems ryšiams įveikti daug energijos. Tai reiškia, kad joninių junginių lydymosi temperatūra yra labai aukšta, dažnai tarp 300 ir 1 000 laipsnių Celsijaus (572–1 832 laipsniai pagal Farenheitą).

Nors patys kristalai yra kieti, trapūs ir nelaidūs, dauguma joninių junginių gali būti ištirpinami vandenyje, sudarydami laisvųjų jonų, kurie praves elektrą, tirpalą. Tai gali būti paprastos dvejetainės druskos, tokios kaip natrio chloridas (NaCl), arba stalo druska, kai vienas metalo elemento (natrio) atomas yra sujungtas su vienu nemetalo elemento (chloro) atomu. Jie taip pat gali būti sudaryti iš poliaatominių jonų, tokių kaip NH4NE3 (amonio salietros). Poliaatominiai jonai yra atomų grupės, turinčios elektronus (vadinamus kovalentinis klijavimas) ir veikia junginyje taip, tarsi jie sudarytų vieną įkrautą joną.

Kietosios molekulinės medžiagos

Kieta medžiaga yra sudaryta iš kovalentiškai sujungtų molekulių, kurias viena prie kitos pritraukia elektrostatinės jėgos (vadinamos „van der Waals“ jėgomis, remiantis „HyperPhysics“ svetaine). Kadangi kovalentinis ryšys apima elektronų dalijimąsi, o ne tiesioginį tų dalelių perkėlimą, pasidalinti elektronai gali praleisti daugiau laiko didesnio atomo elektronų debesyje, sukeldami silpną ar besisukantį poliškumą. Šis elektrostatinis patrauklumas tarp dviejų polių (dipolių) yra daug silpnesnis nei joninis ar kovalentinis ryšys, todėl molekulinės kietosios dalelės paprastai yra minkštesnės nei jonų kristalai ir turi žemesnes lydymosi vietas (daugelis jų išsilydys žemesnėje kaip 100 C arba 212 F temperatūroje). Dauguma molekulinių kietų medžiagų yra nepolinės. Šios nepolinės molekulinės kietosios medžiagos neištirps vandenyje, bet ištirps nepoliniame tirpiklyje, tokiame kaip benzenas ir oktanas. Polinės molekulinės kietosios medžiagos, tokios kaip cukrus, lengvai ištirpsta vandenyje. Kietosios molekulinės medžiagos nėra laidžios.

Molekulinių kietų medžiagų pavyzdžiai yra ledas, cukrus, halogenai, tokie kaip kietas chloras (Cl2) ir junginiai, susidedantys iš halogeno ir vandenilio, pavyzdžiui, vandenilio chloridas (HCl). Fullereno „sagtys“ taip pat yra molekulinės kietosios medžiagos.

Tinklo kovalentinės kietosios medžiagos

Tinkle, kietajame, nėra atskirų molekulių. Atomai yra kovalentiškai surišti ištisiniame tinkle, todėl susidaro didžiuliai kristalai. Tinkle, kietas, kiekvienas atomas yra kovalentiškai sujungtas su visais aplinkiniais atomais. Tinklo kietosios medžiagos turi panašias savybes kaip joninės kietosios medžiagos. Jos yra labai kietos, šiek tiek trapios kietos medžiagos, turinčios ypač aukštą lydymosi temperatūrą (aukštesnę kaip 1 000 C arba 1800 F). Skirtingai nuo joninių junginių, jie netirpsta vandenyje ir nevadina elektros.

Tinklo kietųjų medžiagų pavyzdžiai yra deimantai, ametistai ir rubinai.

Metalinės kietosios medžiagos

Metalai yra nepermatomi, blizgantys kietieji daleliai, kurie yra kaliojo ir kaliojo. Liejami reiškia, kad jie yra minkšti ir gali būti suformuoti arba suspausti į plonus lakštus, o kaltiniai reiškia, kad jie gali būti tempiami į laidus. Esant metaliniam ryšiui, valentiniai elektronai nėra paaukoti ar dalijami, nes jie yra jonų ir kovalentinio ryšio srityje. Greičiau, gretimų atomų elektronų debesys sutampa taip, kad elektronai delokalizuojasi. Elektronai juda santykinai laisvai nuo vieno atomo prie kito visame kristale.

Metalas gali būti apibūdinamas kaip teigiamų katijonų grotelė neigiamų elektronų „jūroje“. Šis elektronų judumas reiškia, kad metalai yra labai laidūs šilumai ir elektrai. Metalai paprastai turi aukštą lydymosi temperatūrą, tačiau pastebimos išimtys yra gyvsidabris, kurio lydymosi temperatūra yra minus 37,84 laipsnių pagal Fahrenheitą (minus 38,8 laipsnio Celsijaus temperatūra), ir fosforo, kurio lydymosi temperatūra yra 111,2 F (44° C).

Lydinys yra kietas metalo elemento ir kitos medžiagos mišinys. Nors grynieji metalai gali būti pernelyg kaltiniai ir sunkieji, lydiniai yra veiksmingesni. Bronza yra vario ir alavo lydinys, o plienas - geležies, anglies ir kitų priedų lydinys.

Amorfinės kietosios medžiagos

Į amorfinis kietosios dalelės (pažodžiui „kietos medžiagos be formos“), dalelės neturi pasikartojančio gardelės modelio. Jie taip pat vadinami „pseudo kietosiomis medžiagomis“. Amorfinių kietų medžiagų pavyzdžiai yra stiklas, kaučiukas, geliai ir dauguma plastikų. Amorfinė kieta medžiaga neturi nustatyto lydymosi taško; Vietoj to, jis tirpsta palaipsniui, esant temperatūrų diapazonui, nes jungtys nesutrūksta iškart. Tai reiškia, kad amorfinė kieta medžiaga visiškai ištirps į skystį ir taps minkšta, kalta (pagalvokite apie žvakių vašką ar išlydytą stiklą).

Amorfinės kietosios medžiagos neturi būdingos simetrijos, todėl supjaustytos jos neturi reguliaraus skilimo plokštumų; kraštai gali būti išlenkti. Jie vadinami izotropinis nes tokios savybės kaip lūžio rodiklis, laidumas ir tempiamasis stipris yra vienodi, nepriklausomai nuo jėgos veikimo krypties.

Papildomi resursai

  • Frostburgo valstybinis universitetas: Bendroji chemija internete
  • Floridos valstijos universiteto chemija ir biochemija: kietųjų medžiagų savybės
  • Liverpulio universitetas: Įvadas į kristalografiją
  • Džordžijos valstijos universitetas: hiperfizika
  • „ChemWiki“: dinaminės chemijos elektroninis vadovėlis


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Žinomas Archeologas „Atrado“ Savo Klastotes 9000 Metų Senumo Gyvenvietėje
Žinomas Archeologas „Atrado“ Savo Klastotes 9000 Metų Senumo Gyvenvietėje

Aptikti Skeletas: Pirmieji Afrikos Vergai Naujajame Pasaulyje
Aptikti Skeletas: Pirmieji Afrikos Vergai Naujajame Pasaulyje

Mokslas Naujienos


Gripo Pandemijos Susijusios Su Vandenyno Vėsinimo Ciklu
Gripo Pandemijos Susijusios Su Vandenyno Vėsinimo Ciklu

Kukurūzų Faktai
Kukurūzų Faktai

Realiame Gyvenime Rūkantis „Caterpillar“ Naudoja Gynybos Tikslais Nikotiną
Realiame Gyvenime Rūkantis „Caterpillar“ Naudoja Gynybos Tikslais Nikotiną

Ai Prognozuoja Autizmą, Pagrįstą Kūdikių Smegenų Skenavimu
Ai Prognozuoja Autizmą, Pagrįstą Kūdikių Smegenų Skenavimu

„Ai Up“ Aukcionas „Painted“ Portretas „Christie'S“, Niujorke
„Ai Up“ Aukcionas „Painted“ Portretas „Christie'S“, Niujorke


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com