Amorfní pevná látka je pevná látka, jejíž atomy nejsou v pravidelném krystalickém vzoru. Slovo amorfní pochází z řeckého slova ámorphos, což znamená „beztvarý“.
Když je hmota v pevné formě, může mít formu amorfní pevné látky v závislosti na její molekulární struktuře a způsobu, jakým byla ochlazena. Mezi příklady amorfních pevných látek patří sklo, plast a gel, i když většinu materiálů lze zpracováním najít nebo vyrobit amorfní.
Tělesa a stavy hmoty
Existují tři hlavní stavy hmoty: pevný stav, kapalný stav a plynný stav. Plyny získávají tvar a objem své nádoby, kapaliny udržují objem, ale mají tvar své nádoby a pevné látky mají svůj vlastní tvar a objem.
Když se pevná látka zahřeje na teplotu tání, stává se kapalinou a když se kapalina zahřeje na teplotu varu, stane se z ní plyn. Proces také funguje obráceně: Když se plyn ochladí, kondenzuje na kapalinu a když se kapalina ochladí, zmrzne na pevnou látku.
Amorfní pevné látky sdílejí některé podobnosti s kapalinamiv tom, že kapaliny také nemají pravidelnou atomovou nebo molekulární strukturu; ve skutečnosti v amorfních pevných látkách není hranice mezi pevnou látkou a kapalinou přesně definována, což jim znemožňuje přesné body tání. Většina amorfních pevných látek si stále zachovává svůj vlastní tvar a objem, a to i při neuspořádané struktuře.
Různé typy těles
Tělesa lze rozdělit do dvou typů na základě jejich různých základních struktur. V závislosti na tom, zda je jejich struktura pravidelná nebo neuspořádaná, mohou to být krystalické pevné látky nebo nekrystalické amorfní materiály.
Téměř jakýkoli materiál lze vyrobit amorfním, pokud je dostatečně rychle ochlazen z kapalné fáze, ale něco materiály jsou přirozeně amorfní, protože jejich atomy nebo molekuly, které jsou jejich složkami, se do sebe běžně nevejdou vzor. Jiné materiály jsou amorfní, protože obsahují defekty nebo nečistoty, které narušují vytváření stabilní mřížky.
Krystalické pevné látky mají své molekuly nebo atomy uspořádané do opakujícího se vzoru, který se nazývá a příhradová struktura. Nejmenší opakující se jednotka této mřížové struktury se nazývá jednotková buňka. Jsou nejběžnějším typem pevných látek. Když se rozbijí, často tak činí v plochých tvářích a geometrických tvarech.
Amorfní pevné látky nemají pořadí na velké vzdálenosti. To znamená, že vzor atomů nebo molekul na jednom místě v pevné látce bude vypadat úplně jinak než vzor v jiné části pevné látky. Většina amorfních pevných látek však má řád na krátkou vzdálenost: Obrázek velmi malé části pevné látky na molekulární úrovni může vypadat uspořádaně!
Vlastnosti amorfních pevných látek
Jak již bylo zmíněno, amorfní pevné látky nemají specifické teploty tání, protože mezi jejich kapalnou fází a amorfní pevnou fází neexistuje jasné vymezení. Jelikož se vzdálenost mezi sousedními atomy nebo molekulami mění v celém materiálu, tepelná energie se nepohybuje rovnoměrně, což znamená, že pomalu měkne v širokém teplotním rozsahu, místo aby se tavil při jedné teplotě.
Amorfní pevné látky se kvůli své nedostatečné vnitřní struktuře rozpadají na zakřivené nebo nepravidelné povrchy: Představte si rozdíl mezi povrchem rozbitého křemenného krystalu (krystalického) a rozbitého kusu obsidiánu (amorfní). To často způsobí rozbití amorfních pevných látek, jako je obsidián a sklo, velmi ostrý.
Rentgenová difrakce je běžnou metodou identifikace krystalických materiálů. Funguje to tak, že se díváme na vzorec odraženého nebo lomeného světla od běžného vzoru atomů v materiálu. Nefunguje to však na amorfních pevných látkách, které nemají pravidelný vzorec pro identifikaci.
Příklady amorfních pevných látek
Běžné amorfní pevné látky zahrnují gumu, plast a sklo, ačkoli tenké vrstvy jsou také často studovány pro jejich amorfní fáze. Cukrová vata je také příkladem amorfní pevné látky, stejně jako obsidián (který lze také považovat za sklenici).