Amorfná tuhá látka je tuhá látka, ktorej atómy nie sú v pravidelnom kryštalickom vzore. Slovo amorfné pochádza z gréckeho slova ámorphos, čo znamená „beztvarý“.
Ak je hmota v pevnej forme, môže mať formu amorfnej pevnej látky v závislosti od jej molekulárnej štruktúry a spôsobu ochladenia. Príklady amorfných pevných látok zahŕňajú sklo, plasty a gél, aj keď väčšinu materiálov je možné nájsť alebo vyrobiť amorfnými pri spracovaní.
Pevné látky a skupenstvo hmoty
Existujú tri hlavné skupenstvá hmoty: pevný stav, kvapalný stav a plynný stav. Plyny nadobúdajú tvar a objem nádoby, kvapaliny udržiavajú svoj objem, ale tvar nádoby a pevné látky majú svoj vlastný tvar a objem.
Keď sa pevná látka zahreje na teplotu topenia, stane sa z nej kvapalina a keď sa kvapalina zahreje na teplotu varu, stane sa z nej plyn. Proces funguje aj opačne: Keď sa plyn ochladí, kondenzuje na kvapalinu a keď sa kvapalina ochladí, zmrzne na pevnú látku.
Amorfné pevné látky zdieľajú niektoré z nich podobnosti s tekutinamiv tom, že kvapaliny tiež nemajú pravidelnú atómovú alebo molekulárnu štruktúru; v skutočnosti nie je v amorfných pevných látkach čiara medzi pevnou látkou a kvapalinou presne definovaná, čo znemožňuje dosiahnutie presných teplôt topenia. Väčšina amorfných pevných látok si stále zachováva svoj vlastný tvar a objem, a to aj pri narušenej štruktúre.
Rôzne typy tuhých látok
Tuhé látky možno klasifikovať do dvoch typov na základe ich rôznych základných štruktúr. Podľa toho, či je ich štruktúra pravidelná alebo narušená, môžu to byť kryštalické pevné látky alebo nekryštalické amorfné materiály.
Takmer akýkoľvek materiál môže byť vyrobený amorfný, ak je dostatočne rýchlo ochladený z kvapalnej fázy, ale niektoré materiály sú prirodzene amorfné, pretože ich komponenty alebo atómy alebo molekuly nemôžu do seba pravidelne zapadať vzor. Ostatné materiály sú amorfné, pretože obsahujú chyby alebo nečistoty, ktoré narúšajú vytváranie stabilnej mriežky.
Kryštalické pevné látky majú svoje molekuly alebo atómy usporiadané do opakujúceho sa vzoru, ktorý sa nazýva a mriežková štruktúra. Najmenšia opakujúca sa jednotka tejto mriežkovej štruktúry sa nazýva jednotková bunka. Sú najbežnejším typom pevných látok. Keď sa zlomia, urobia to často v plochých tvárach a geometrických tvaroch.
Amorfné tuhé látky nemajú rády dlhého dosahu. To znamená, že vzor atómov alebo molekúl na jednom mieste v tuhej látke bude vyzerať úplne inak ako vzor v inej časti tuhej látky. Väčšina amorfných pevných látok má však poradie krátkeho dosahu: Obrázok veľmi malej časti pevnej látky na molekulárnej úrovni môže vyzerať skutočne usporiadane!
Vlastnosti amorfných pevných látok
Ako už bolo uvedené, amorfné tuhé látky nemajú špecifické teploty topenia, pretože medzi ich kvapalnou fázou a amorfnou tuhou fázou nie je zreteľné vymedzenie. Pretože vzdialenosť medzi susednými atómami alebo molekulami sa mení v celom materiáli, tepelná energia sa nepohybuje rovnomerne, čo znamená, že pomaly mäkne v širokom rozmedzí teplôt, a nie sa topiť pri jednej teplote.
Amorfné tuhé látky sa kvôli svojej nedostatočnej vnútornej štruktúre rozpadajú na zakrivené alebo nepravidelné povrchy: Predstavte si rozdiel medzi povrchom rozbitého kremenného kryštálu (kryštalického) a rozbitého kúska obsidiánu (amorfný). Často z toho budú zlomené amorfné pevné látky, ako napríklad obsidián a sklo, veľmi ostré.
Röntgenová difrakcia je bežnou metódou identifikácie kryštalických materiálov. Funguje to tak, že sa pozeráme na obrazec odrážaného alebo lámaného svetla z bežného obrazca atómov v materiáli. Nepracuje však na amorfných tuhých látkach, ktoré nemajú pravidelný vzorec na identifikáciu.
Príklady amorfných pevných látok
Medzi bežné amorfné tuhé látky patrí kaučuk, plast a sklo, aj keď tenké vrstvy sa tiež často študujú pre ich amorfné fázy. Cukrová vata je tiež príkladom amorfnej pevnej látky, rovnako ako obsidián (ktorý možno tiež považovať za pohár).