Um sólido amorfo é um sólido cujos átomos não estão em um padrão cristalino regular. A palavra amorfo vem da palavra grega ámorphos, que significa "sem forma".
Quando a matéria está na forma sólida, pode assumir a forma de um sólido amorfo, dependendo de sua estrutura molecular e de como foi resfriada. Exemplos de sólidos amorfos incluem vidro, plástico e gel, embora a maioria dos materiais possa ser encontrada ou tornada amorfa por meio do processamento.
Sólidos e Estados da Matéria
Existem três estados principais da matéria: estado sólido, estado líquido e estado gasoso. Os gases assumem a forma e o volume de seu recipiente, os líquidos mantêm um volume, mas assumem a forma de seu recipiente, e os sólidos mantêm sua própria forma e volume.
Quando um sólido é aquecido até seu ponto de fusão, ele se torna um líquido, e quando um líquido é aquecido até seu ponto de ebulição, ele se torna um gás. O processo também funciona ao contrário: quando um gás é resfriado, ele condensa em um líquido, e quando um líquido é resfriado, ele congela em um sólido.
Sólidos amorfos compartilham alguns semelhanças com líquidos, em que os líquidos também não têm uma estrutura atômica ou molecular regular; de fato, em sólidos amorfos, a linha entre sólido e líquido não é bem definida, tornando impossível que eles tenham pontos de fusão exatos. A maioria dos sólidos amorfos ainda mantém sua própria forma e volume, mesmo com uma estrutura desordenada.
Diferentes tipos de sólidos
Os sólidos podem ser classificados em dois tipos com base em suas diferentes estruturas fundamentais. Dependendo se sua estrutura é regular ou desordenada, eles podem ser sólidos cristalinos ou materiais amorfos não cristalinos.
Quase qualquer material pode se tornar amorfo se for resfriado rapidamente a partir de sua fase líquida, mas alguns materiais são naturalmente amorfos porque seus átomos ou moléculas componentes não podem se encaixar em um padronizar. Outros materiais são amorfos porque contêm defeitos ou impurezas que atrapalham a criação de uma estrutura estável.
Sólidos cristalinos têm suas moléculas ou átomos organizados em um padrão de repetição, chamado de estrutura de treliça. A menor unidade de repetição dessa estrutura de rede é chamada de célula unitária. Eles são o tipo de sólido mais comum. Quando se quebram, geralmente o fazem em faces planas e formas geométricas.
Sólidos amorfos não têm ordem de longo alcance. Isso significa que o padrão de átomos ou moléculas em um lugar no sólido será totalmente diferente do padrão em outra parte do sólido. No entanto, a maioria dos sólidos amorfos tem ordem de curto alcance: uma imagem de uma parte muito pequena do sólido no nível molecular pode realmente parecer ordenada!
Propriedades de sólidos amorfos
Como mencionado, os sólidos amorfos não têm pontos de fusão específicos porque não há uma delimitação clara entre sua fase líquida e a fase sólida amorfa. Uma vez que a distância entre átomos ou moléculas vizinhas varia ao longo de todo o material, a energia térmica não se move através dele uniformemente, o que significa que ele amolece lentamente em uma ampla faixa de temperatura, em vez de derreter em uma temperatura.
Sólidos amorfos quebram em superfícies curvas ou irregulares devido à sua falta de estrutura interna: Imagine o diferença entre a superfície de um cristal de quartzo quebrado (cristalino) e um pedaço quebrado de obsidiana (amorfo). Isso geralmente fará com que sólidos amorfos quebrados, como obsidiana e vidro, muito afiado.
A difração de raios-X é um método comum de identificação de materiais cristalinos. Ele funciona observando o padrão de luz refletida ou refratada do padrão regular de átomos no material. Não funciona, no entanto, em sólidos amorfos, que não possuem um padrão regular para serem identificados.
Exemplos de sólidos amorfos
Sólidos amorfos comuns incluem borracha, plástico e vidro, embora filmes finos também sejam freqüentemente estudados para suas fases amorfas. O algodão doce também é um exemplo de sólido amorfo, assim como a obsidiana (que também pode ser considerada um vidro).