Amorfinė kieta medžiaga yra kieta medžiaga, kurios atomai nėra taisyklingo kristalinio modelio. Žodis amorfas kilęs iš graikų kalbos žodžio ámorphos, kuris reiškia „beformis“.
Kai medžiaga yra kietos formos, ji gali būti amorfinės kietos medžiagos forma, atsižvelgiant į jos molekulinę struktūrą ir kaip ji buvo aušinama. Amorfinių kietųjų dalelių pavyzdžiai yra stiklas, plastikas ir gelis, nors daugumą medžiagų galima rasti arba paversti amorfinėmis apdorojant.
Kietosios medžiagos ir materijos būsenos
Yra trys pagrindinės materijos būsenos: kietoji būsena, skystoji būsena ir dujinė būsena. Dujos įgauna savo indo formą ir tūrį, skysčiai išlaiko tūrį, bet įgauna indo formą, o kietosios medžiagos išlaiko savo formą ir tūrį.
Kieta medžiaga kaitinant iki lydymosi temperatūros, ji tampa skysta, o kaitinant skysčio virimo temperatūrą - dujomis. Procesas veikia ir atvirkščiai: kai dujos atvėsinamos, jos kondensuojasi iki skysčio, o aušinant skystį - sušąla į kietą medžiagą.
Amorfinės kietosios medžiagos dalijasi kai kuriais
panašumai su skysčiais, kad skysčiai taip pat neturi taisyklingos atominės ar molekulinės struktūros; tiesą sakant, amorfinėse kietosiose dalyse riba tarp kieto ir skysto nėra tiksliai apibrėžta, todėl jiems negali būti tikslių lydymosi taškų. Dauguma amorfinių kietųjų dalelių, net ir netvarkingos struktūros, vis dar išlaiko savo formą ir tūrį.Skirtingi kietųjų medžiagų tipai
Kietosios medžiagos gali būti skirstomos į du tipus, atsižvelgiant į jų skirtingas pagrindines struktūras. Priklausomai nuo to, ar jų struktūra yra taisyklinga, ar netvarkinga, jie gali būti kristalinės kietosios medžiagos arba nekristalinės amorfinės medžiagos.
Beveik bet kokią medžiagą galima paversti amorfine, jei ji pakankamai greitai atvėsinama iš skystos fazės, tačiau kai kuri medžiagos yra natūraliai amorfiškos, nes jų komponentų atomai ar molekulės negali derėti kartu raštas. Kitos medžiagos yra amorfiškos, nes jose yra defektų ar priemaišų, kurios sutrikdo stabilios grotelės sukūrimą.
Kristalinių kietųjų dalelių molekulės ar atomai yra išdėstyti besikartojančiu pavidalu, vadinamu a grotelių struktūra. Mažiausias kartotinis tos grotelės struktūros vienetas vadinamas vienetine ląstele. Jie yra labiausiai paplitusi kietųjų medžiagų rūšis. Kai jie sulūžta, jie dažnai tai daro plokščiais veidais ir geometrinėmis formomis.
Amorfinės kietosios medžiagos neturi tolimo nuotolio tvarkos. Tai reiškia, kad atomų ar molekulių modelis vienoje kietojo kūno vietoje atrodys visiškai kitoks nei kitoje kietojo kūno dalyje. Tačiau daugumoje amorfinių kietųjų dalelių tvarka yra nedidelio nuotolio: molekulės lygmeniu labai mažos kietosios medžiagos paveikslėlis iš tikrųjų gali atrodyti sutvarkytas!
Amorfinių kietųjų medžiagų savybės
Kaip minėta, amorfinės kietosios medžiagos neturi specifinių lydymosi taškų, nes nėra aiškios ribos tarp jų skystosios fazės ir amorfinės kietosios fazės. Kadangi atstumas tarp kaimyninių atomų ar molekulių skiriasi visoje medžiagoje, šiluminė energija nejuda tolygiai, o tai reiškia, kad jis lėtai minkštėja plačiame temperatūros diapazone, o ne tirpsta vienoje temperatūroje.
Amorfinės kietosios medžiagos dėl vidinės struktūros trūkumo suskaidomos į išlenktus ar netaisyklingus paviršius: Įsivaizduokite skirtumas tarp skaldyto kvarcinio kristalo (kristalinio) paviršiaus ir sulaužyto obsidiano gabalo (amorfinis). Dėl to dažnai susidaro skaldytos amorfinės kietosios medžiagos, tokios kaip obsidianas ir stiklas, labai aštrus.
Rentgeno spindulių difrakcija yra įprastas kristalinių medžiagų identifikavimo metodas. Jis veikia žiūrėdamas į atspindėtos ar lūžusios šviesos modelį nuo įprasto medžiagos atomų modelio. Tačiau jis neveikia amorfinėms kietosioms medžiagoms, kurios neturi įprasto modelio, kuriuo būtų galima juos identifikuoti.
Amorfinių kietųjų medžiagų pavyzdžiai
Tarp įprastų amorfinių kietųjų medžiagų yra guma, plastikas ir stiklas, nors plonos plėvelės taip pat dažnai tiriamos dėl jų amorfinių fazių. Saldainiai iš medvilnės taip pat yra amorfinės kietos medžiagos pavyzdys, kaip ir obsidianas (kuris taip pat gali būti laikomas taure).