ამორფული მყარი: განმარტება, თვისებები და მაგალითები

ამორფული მყარი არის მყარი, რომლის ატომები არ არის რეგულარული კრისტალური წესით. სიტყვა ამორფული მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან ámorphos, რაც ნიშნავს "უფორმოდ".

როდესაც მატერია მყარ ფორმაშია, მას შეუძლია მიიღოს ამორფული მყარი ფორმის ფორმა, რაც დამოკიდებულია მის მოლეკულურ სტრუქტურაზე და როგორ გაცივდა. ამორფული მასალების მაგალითებია მინა, პლასტმასა და გელი, თუმცა მასალების უმრავლესობა შეიძლება აღმოჩნდეს ან ამორფული გახდეს დამუშავების შედეგად.

არსებობს მატერიის სამი ძირითადი მდგომარეობა: მყარი მდგომარეობა, თხევადი და აირისებრი მდგომარეობა. გაზები იღებენ კონტეინერის ფორმასა და მოცულობას, სითხეები ინარჩუნებენ მოცულობას, მაგრამ იღებენ კონტეინერის ფორმას, ხოლო მყარი ფლობენ საკუთარ ფორმასა და მოცულობას.

როდესაც მყარი ხდება მისი დნობის წერტილამდე, იგი ხდება თხევადი, ხოლო როდესაც სითხე ადუღდება დუღილის წერტილამდე, იგი ხდება გაზი. ეს პროცესი პირიქით მუშაობს: გაზის გაცივებისას, იგი თხევადი კონდენსირდება, ხოლო სითხის გაცივებისას მყარი ხდება.

ამორფული მყარი ნაწილები ზოგიერთს იზიარებს

მყარი შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად, მათი განსხვავებული ფუნდამენტური სტრუქტურების საფუძველზე. დამოკიდებულია იმაზე, არის თუ არა მათი სტრუქტურა რეგულარული ან უწესრიგო, ისინი შეიძლება იყოს კრისტალური მყარი ან არაკრისტალური ამორფული მასალა.

თითქმის ნებისმიერი მასალა შეიძლება გაკეთდეს ამორფულად, თუ ის საკმარისად სწრაფად გაცივდება მისი თხევადი ფაზისგან, მაგრამ ზოგი მათგანი მასალები ბუნებრივად ამორფულია, რადგან მათი კომპონენტი ატომები ან მოლეკულები ვერ ჯდება რეგულარულად ნიმუში სხვა მასალები ამორფულია, რადგან ისინი შეიცავს დეფექტებს ან მინარევებს, რომლებიც არღვევენ სტაბილური ქსელის შექმნას.

კრისტალურ მყარ ნივთიერებებს მათი მოლეკულები ან ატომები განლაგებული აქვთ განმეორებით, ე.წ. ქსელის სტრუქტურა. ამ ქსელის სტრუქტურის ყველაზე პატარა გამეორებადი ერთეული ერთეულ უჯრედს ეწოდება. ისინი ყველაზე გავრცელებული ტიპის მყარია. როდესაც ისინი გატეხეს, ისინი ხშირად ამას აკეთებენ ბრტყელი სახეებით და გეომეტრიული ფორმებით.

ამორფულ მყარ ნივთიერებებს არ გააჩნიათ გრძელვადიანი დალაგება. ეს ნიშნავს, რომ მყარი მყარობის ერთ ადგილას ატომების ან მოლეკულების ნიმუში სრულიად განსხვავდება მყარი ნაწილის სხვა ნაწილისგან. ამასთან, ამორფული მყარი მასალების უმეტესობას მოკლე სპექტრის შეკვეთა აქვს: მყარი ნაწილის ძალიან მცირე ნაწილის სურათს მოლეკულურ დონეზე შეიძლება მართლაც შეკვეთით გამოიყურებოდეს!

როგორც აღვნიშნეთ, ამორფულ მყარ ნივთიერებებს არ გააჩნიათ სპეციფიკური დნობის წერტილები, რადგან მათ თხევად ფენასა და ამორფულ მყარ ფაზას შორის არ არის მკაფიო გამიჯვნა. მას შემდეგ, რაც მანძილი მეზობელ ატომებსა და მოლეკულებს შორის მთელ მასალაზე განსხვავდება, თერმული ენერგია არ მოძრაობს მისი მეშვეობით თანაბრად, რაც იმას ნიშნავს, რომ იგი ნელა არბილებს ფართო ტემპერატურულ დიაპაზონში, ვიდრე დნება ერთ ტემპერატურაზე.

ამორფული მყარი შინაგანი სტრუქტურის არარსებობის გამო იშლება მრუდე ან არარეგულარულ ზედაპირებად: წარმოიდგინეთ განსხვავება კვარცის ბროლის (კრისტალური) და გატეხილი ობსიდიანის ნაჭრის ზედაპირს შორის (ამორფული). ეს ხშირად გახდის ამორფულ მყარ ნივთიერებებს, როგორიცაა ობსიდიანი და მინა, ძალიან მკვეთრი.

რენტგენის დიფრაქცია არის კრისტალური მასალების იდენტიფიკაციის საერთო მეთოდი. იგი მუშაობს ატომების რეგულარული ნიმუშის არეკლილი ან რეფრაქტირებული შუქის შუქზე მასალის მიხედვით. ამასთან, ეს არ მოქმედებს ამორფულ მყარ ნივთიერებებზე, რომლებთანაც არ არის რეგულარული ნიმუში მათი იდენტიფიკაციისთვის.

საერთო ამორფულ მყარ ნივთიერებებს მიეკუთვნება რეზინი, პლასტმასა და მინა, თუმცა თხელი ფილები ასევე ხშირად შეისწავლება მათი ამორფული ფაზების მიხედვით. ბამბის ტკბილეული ასევე არის ამორფული მასალის მაგალითი, ისევე როგორც ობსიდიანი (რომელიც ასევე შეიძლება ჩაითვალოს ჭიქად).