Un sólido amorfo es un sólido cuyos átomos no tienen un patrón cristalino regular. La palabra amorfo proviene de la palabra griega ámorphos, que significa "informe".
Cuando la materia está en forma sólida, puede tomar la forma de un sólido amorfo dependiendo de su estructura molecular y de cómo se enfrió. Los ejemplos de sólidos amorfos incluyen vidrio, plástico y gel, aunque la mayoría de los materiales se pueden encontrar o volverse amorfos mediante el procesamiento.
Sólidos y estados de la materia
Hay tres estados principales de la materia: estado sólido, estado líquido y estado gaseoso. Los gases toman la forma y el volumen de su recipiente, los líquidos mantienen un volumen pero toman la forma de su recipiente, y los sólidos mantienen su propia forma y volumen.
Cuando un sólido se calienta hasta su punto de fusión, se convierte en líquido, y cuando un líquido se calienta hasta su punto de ebullición, se convierte en gas. El proceso también funciona a la inversa: cuando un gas se enfría, se condensa en un líquido, y cuando se enfría un líquido, se congela en un sólido.
Los sólidos amorfos comparten algunos similitudes con líquidos, en el sentido de que los líquidos tampoco tienen una estructura atómica o molecular regular; de hecho, en los sólidos amorfos, la línea entre el sólido y el líquido no está bien definida, por lo que es imposible que tengan puntos de fusión exactos. La mayoría de los sólidos amorfos aún mantienen su propia forma y volumen, incluso con una estructura desordenada.
Diferentes tipos de sólidos
Los sólidos se pueden clasificar en dos tipos según sus diferentes estructuras fundamentales. Dependiendo de si su estructura es regular o desordenada, pueden ser sólidos cristalinos o materiales amorfos no cristalinos.
Casi cualquier material puede volverse amorfo si se enfría lo suficientemente rápido desde su fase líquida, pero algunos Los materiales son naturalmente amorfos porque los átomos o moléculas que los componen no pueden encajar en un patrón. Otros materiales son amorfos porque contienen defectos o impurezas que interrumpen la creación de una red estable.
Los sólidos cristalinos tienen sus moléculas o átomos dispuestos en un patrón repetitivo, llamado estructura de celosía. La unidad repetitiva más pequeña de esa estructura de celosía se llama celda unitaria. Son el tipo de sólido más común. Cuando se rompen, a menudo lo hacen en caras planas y formas geométricas.
Los sólidos amorfos no tienen un orden de largo alcance. Esto significa que el patrón de átomos o moléculas en un lugar del sólido se verá totalmente diferente al patrón en otra parte del sólido. Sin embargo, la mayoría de los sólidos amorfos tienen un orden de corto alcance: ¡una imagen de una parte muy pequeña del sólido a nivel molecular puede parecer ordenada!
Propiedades de los sólidos amorfos
Como se mencionó, los sólidos amorfos no tienen puntos de fusión específicos porque no hay una delimitación clara entre su fase líquida y su fase sólida amorfa. Dado que la distancia entre los átomos o moléculas vecinos varía en todo el material, la energía térmica no se mueve a través de él de manera uniforme, lo que significa que se ablanda lentamente en un amplio rango de temperatura en lugar de derretirse a una temperatura.
Los sólidos amorfos se rompen en superficies curvas o irregulares debido a su falta de estructura interna: Imagine el diferencia entre la superficie de un cristal de cuarzo roto (cristalino) y un trozo de obsidiana roto (amorfo). Esto a menudo producirá sólidos amorfos rotos, como obsidiana y vidrio, muy afilado.
La difracción de rayos X es un método común para identificar materiales cristalinos. Funciona al observar el patrón de luz reflejada o refractada del patrón regular de átomos en el material. Sin embargo, no funciona en sólidos amorfos, que no tienen un patrón regular con el que identificarlos.
Ejemplos de sólidos amorfos
Los sólidos amorfos comunes incluyen caucho, plástico y vidrio, aunque las películas delgadas también se estudian a menudo por sus fases amorfas. El algodón de azúcar también es un ejemplo de un sólido amorfo, al igual que la obsidiana (que también se puede considerar un vaso).