Amorfā cietā viela ir cieta viela, kuras atomi nav regulāri kristāliski. Vārds amorfs cēlies no grieķu vārda ámorphos, kas nozīmē "bezveidīgs".
Kad viela ir cietā formā, tā var būt amorfas cietas vielas formā atkarībā no tā molekulārās struktūras un atdzesēšanas veida. Amorfo cieto vielu piemēri ir stikls, plastmasa un gēls, lai gan lielāko daļu materiālu var atrast vai padarīt amorfu apstrādes rezultātā.
Cietie materiāli un materiāla stāvokļi
Ir trīs galvenie matērijas stāvokļi: cietais stāvoklis, šķidrais stāvoklis un gāzveida stāvoklis. Gāzes iegūst trauka formu un tilpumu, šķidrumi uztur tilpumu, bet iegūst trauka formu, un cietās vielas saglabā savu formu un tilpumu.
Kad cietviela tiek uzkarsēta līdz tās kušanas temperatūrai, tā kļūst par šķidrumu, un, kad šķidrums tiek uzkarsēts līdz vārīšanās temperatūrai, tas kļūst par gāzi. Process darbojas arī pretēji: kad gāze tiek atdzesēta, tā kondensējas līdz šķidrumam, un, kad šķidrums ir atdzisis, tas sasalst cietā vielā.
Dažas ir amorfas cietās vielas
līdzības ar šķidrumiem, jo arī šķidrumiem nav regulāras atomu vai molekulārās struktūras; faktiski amorfās cietās daļās robeža starp cieto un šķidrumu nav precīzi definēta, tāpēc viņiem nav iespējams noteikt precīzas kušanas temperatūras. Lielākajai daļai amorfo cietvielu joprojām ir sava forma un tilpums, pat ar nesakārtotu struktūru.Dažādi cietvielu veidi
Cietās vielas var iedalīt divos veidos, pamatojoties uz to atšķirīgo pamatstruktūru. Atkarībā no tā, vai to struktūra ir regulāra vai nesakārtota, tie var būt kristāliskas cietas vielas vai nekristāliski amorfi materiāli.
Gandrīz jebkuru materiālu var padarīt par amorfu, ja to pietiekami atdzesē no tā šķidrās fāzes, bet dažus materiāli ir dabiski amorfi, jo to komponentu atomi vai molekulas nevar regulārā veidā saderēties modeli. Citi materiāli ir amorfi, jo tajos ir defekti vai piemaisījumi, kas izjauc stabilas režģa izveidi.
Kristālisko cieto vielu molekulas vai atomi ir sakārtoti atkārtotā veidā, ko sauc par a režģa struktūra. Mazāko šīs režģa struktūras atkārtoto vienību sauc par vienības šūnu. Tie ir visizplatītākais cieto vielu veids. Kad viņi saplīst, viņi to bieži dara plakanās sejās un ģeometriskās formās.
Amorfām cietajām vielām nav tālsatiksmes secības. Tas nozīmē, ka atomu vai molekulu paraugs vienā cietā vietā pilnīgi atšķirsies no parauga citā cietā daļā. Tomēr lielākajai daļai amorfo cieto vielu tiešām ir neliela diapazona secība: ļoti mazas cietās vielas molekulas līmenī attēls var izskatīties sakārtots!
Amorfo cietvielu īpašības
Kā minēts, amorfām cietām vielām nav specifisku kušanas punktu, jo nav skaidras norobežošanas starp to šķidro fāzi un amorfo cieto fāzi. Tā kā attālums starp kaimiņu atomiem vai molekulām visā materiālā ir atšķirīgs, siltuma enerģija nekustās caur to vienmērīgi, kas nozīmē, ka tas lēnām mīkstina plašā temperatūras diapazonā, nevis kūst vienā temperatūrā.
Amorfās cietās vielas iekšējās struktūras trūkuma dēļ sadalās izliektās vai neregulārās virsmās: iedomājieties atšķirība starp šķelto kvarca kristālu (kristālisko) virsmu un šķelto obsidiana gabalu (amorfs). Tas bieži padarīs šķeltas amorfas cietās vielas, piemēram, obsidiānu un stiklu, ļoti asi.
Rentgenstaru difrakcija ir izplatīta kristālisko materiālu identificēšanas metode. Tas darbojas, aplūkojot atstarotās vai salauztās gaismas modeli no materiāla regulārā atomu modeļa. Tomēr tas nedarbojas ar amorfām cietām vielām, kurām nav regulāra modeļa, ar kuru tās identificēt.
Amorfo cietvielu piemēri
Parastās amorfās cietās vielas ietver gumiju, plastmasu un stiklu, lai gan plānas plēves bieži tiek pētītas arī attiecībā uz to amorfajām fāzēm. Kokvilnas konfektes ir arī amorfas cietās vielas piemērs, tāpat kā obsidiāns (ko var arī uzskatīt par glāzi).