مادة صلبة غير متبلورة: التعريف والخصائص والأمثلة

المادة الصلبة غير المتبلورة هي مادة صلبة لا تكون ذراتها في نمط بلوري منتظم. تأتي كلمة غير متبلور من الكلمة اليونانية ámorphos ، والتي تعني "بلا شكل".

عندما تكون المادة في صورة صلبة ، فقد تأخذ شكل مادة صلبة غير متبلورة اعتمادًا على هيكلها الجزيئي وكيفية تبريدها. تشمل أمثلة المواد الصلبة غير المتبلورة الزجاج والبلاستيك والهلام ، على الرغم من أن معظم المواد يمكن العثور عليها أو جعلها غير متبلورة من خلال المعالجة.

هناك ثلاث حالات رئيسية للمادة: الحالة الصلبة والحالة السائلة والحالة الغازية. تأخذ الغازات شكل الحاوية الخاصة بها وحجمها ، وتحافظ السوائل على الحجم ولكنها تأخذ شكل الحاوية الخاصة بها ، وتحمل المواد الصلبة شكلها وحجمها.

عندما يتم تسخين مادة صلبة إلى درجة انصهارها ، فإنها تصبح سائلة ، وعندما يتم تسخين السائل إلى درجة غليانه ، يصبح غازًا. تعمل العملية أيضًا في الاتجاه المعاكس: عندما يتم تبريد الغاز ، يتكثف إلى سائل ، وعندما يتم تبريد السائل ، يتجمد إلى مادة صلبة.

المواد الصلبة غير المتبلورة تشترك في بعضها أوجه التشابه مع السوائل، حيث لا تحتوي السوائل أيضًا على بنية ذرية أو جزيئية منتظمة ؛ في الواقع ، في المواد الصلبة غير المتبلورة ، فإن الخط الفاصل بين المادة الصلبة والسائلة غير محدد جيدًا ، مما يجعل من المستحيل بالنسبة لها الحصول على نقاط انصهار دقيقة. لا تزال معظم المواد الصلبة غير المتبلورة تحمل شكلها وحجمها ، حتى مع وجود بنية غير منظمة.

يمكن تصنيف المواد الصلبة إلى نوعين بناءً على بنيتها الأساسية المختلفة. اعتمادًا على ما إذا كان هيكلها منتظمًا أو غير منظم ، يمكن أن تكون مواد صلبة بلورية أو مواد غير متبلورة غير متبلورة.

يمكن جعل أي مادة تقريبًا غير متبلورة إذا تم تبريدها بسرعة كافية من طورها السائل ، ولكن بعضها المواد غير متبلورة بشكل طبيعي لأن الذرات أو الجزيئات المكونة لها لا يمكن أن تتلاءم مع بعضها بشكل منتظم نمط. المواد الأخرى غير متبلورة لأنها تحتوي على عيوب أو شوائب تعطل تكوين شبكة شعرية مستقرة.

المواد الصلبة البلورية لها جزيئاتها أو ذراتها مرتبة في نمط متكرر ، يسمى أ بنية شعرية. تسمى أصغر وحدة مكررة لهذا الهيكل الشبكي خلية الوحدة. هم أكثر أنواع المواد الصلبة شيوعًا. عندما تنكسر ، فإنها تفعل ذلك غالبًا في وجوه مسطحة وأشكال هندسية.

المواد الصلبة غير المتبلورة ليس لها ترتيب بعيد المدى. هذا يعني أن نمط الذرات أو الجزيئات في مكان واحد من المادة الصلبة سيبدو مختلفًا تمامًا عن النمط الموجود في جزء آخر من المادة الصلبة. ومع ذلك ، فإن معظم المواد الصلبة غير المتبلورة لها ترتيب قصير المدى: قد تبدو صورة جزء صغير جدًا من المادة الصلبة على المستوى الجزيئي مرتبة بالفعل!

كما ذكرنا سابقًا ، لا تحتوي المواد الصلبة غير المتبلورة على نقاط انصهار محددة لأنه لا يوجد تحديد واضح بين المرحلة السائلة والمرحلة الصلبة غير المتبلورة. نظرًا لأن المسافة بين الذرات أو الجزيئات المتجاورة تختلف على المادة بأكملها ، فإن الطاقة الحرارية لا تتحرك من خلاله بالتساوي ، مما يعني أنه يلين ببطء على نطاق واسع من درجات الحرارة بدلاً من الذوبان عند درجة حرارة واحدة.

تتكسر المواد الصلبة غير المتبلورة إلى أسطح منحنية أو غير منتظمة بسبب افتقارها إلى البنية الداخلية: تخيل الفرق بين سطح بلورة كوارتز مكسورة (بلوري) وقطعة مكسورة من حجر السج (عديم الشكل). سيؤدي هذا غالبًا إلى تكوين مواد صلبة غير متبلورة مكسورة ، مثل الزجاج البركاني والزجاج ، حاد جدا.

حيود الأشعة السينية طريقة شائعة لتحديد المواد البلورية. إنه يعمل من خلال النظر إلى نمط الضوء المنعكس أو المنكسر من النمط العادي للذرات في المادة. ومع ذلك ، فإنه لا يعمل على المواد الصلبة غير المتبلورة ، والتي ليس لها نمط منتظم للتعرف عليها.

تشتمل المواد الصلبة غير المتبلورة الشائعة على المطاط والبلاستيك والزجاج ، على الرغم من أن الأغشية الرقيقة غالبًا ما يتم دراستها أيضًا لمراحلها غير المتبلورة. حلوى القطن هي أيضًا مثال على مادة صلبة غير متبلورة ، مثل حجر السج (والذي يمكن اعتباره أيضًا زجاجًا).