Amorfna trdna snov je trdna snov, katere atomi niso v pravilnem kristalnem vzorcu. Beseda amorfen izvira iz grške besede ámorphos, kar pomeni "brez oblike".
Ko je snov v trdni obliki, ima lahko obliko amorfne trdne snovi, odvisno od njene molekularne strukture in načina, kako je bila ohlajena. Primeri amorfnih trdnih snovi so steklo, plastika in gel, čeprav je večino materialov mogoče najti ali pa jih s predelavo narediti amorfne.
Trdne snovi in stanja snovi
Obstajajo tri glavna stanja snovi: trdna, tekoča in plinasta. Plini dobijo obliko in prostornino posode, tekočine ohranijo prostornino, vendar dobijo obliko posode, trdne snovi pa imajo lastno obliko in prostornino.
Ko se trdna snov segreje do tališča, postane tekočina, ko pa se tekočina segreje do vrelišča, postane plin. Postopek deluje tudi obratno: Ko se plin ohladi, se kondenzira v tekočino, ko se tekočina ohladi, pa zamrzne v trdno snov.
Amorfne trdne snovi imajo nekaj podobnosti s tekočinami, ker tudi tekočine nimajo pravilne atomske ali molekularne strukture; pravzaprav v amorfnih trdnih snoveh meja med trdnimi in tekočimi ni natančno opredeljena, zato jim ni mogoče imeti natančnih tališč. Večina amorfnih trdnih snovi ima še vedno svojo obliko in prostornino, tudi z neurejeno strukturo.
Različne vrste trdnih snovi
Trdne snovi lahko razvrstimo v dve vrsti glede na njihove različne temeljne strukture. Glede na to, ali je njihova struktura pravilna ali neurejena, so to lahko kristalne trdne snovi ali nekristalni amorfni materiali.
Skoraj vsak material lahko postane amorfen, če se iz tekoče faze dovolj hitro ohladi, nekateri pa materiali so naravno amorfni, ker se njihovi sestavni atomi ali molekule ne morejo združiti v pravilni del vzorec. Drugi materiali so amorfni, ker vsebujejo napake ali nečistoče, ki motijo ustvarjanje stabilne rešetke.
Kristalne trdne snovi imajo svoje molekule ali atome razporejene po ponavljajočem se vzorcu, imenovanem a struktura rešetke. Najmanjša ponavljajoča se enota te rešetkaste strukture se imenuje enotna celica. So najpogostejša vrsta trdnih snovi. Ko se zlomijo, to pogosto storijo v ravnih obrazih in geometrijskih oblikah.
Amorfne trdne snovi nimajo dolgega reda. To pomeni, da bo vzorec atomov ali molekul na enem mestu v trdni snovi videti povsem drugačen od vzorca v drugem delu trdne snovi. Vendar ima večina amorfnih trdnih snovi vrstni red kratkega dosega: slika zelo majhnega dela trdne snovi na molekularni ravni je lahko videti urejena!
Lastnosti amorfnih trdnih snovi
Kot smo že omenili, amorfne trdne snovi nimajo določenih tališč, ker ni jasne razmejitve med njihovo tekočo in amorfno trdno fazo. Ker se razdalja med sosednjimi atomi ali molekulami spreminja v celotnem materialu, se toplotna energija ne premika skozi to enakomerno, kar pomeni, da se počasi zmehča v širokem temperaturnem območju, namesto da se topi pri eni temperaturi.
Amorfne trdne snovi se zaradi pomanjkanja notranje strukture zlomijo v ukrivljene ali nepravilne površine: Predstavljajte si razlika med površino zdrobljenega kristalnega kremena (kristaliničnega) in zlomljenim kosom obsidijana (amorfno). Zaradi tega pogosto nastanejo zdrobljene amorfne trdne snovi, na primer obsidian in steklo, zelo oster.
Rentgenska difrakcija je pogosta metoda za prepoznavanje kristalnih materialov. Deluje tako, da pogleda vzorec odbite ali lomljene svetlobe z običajnega vzorca atomov v materialu. Ne deluje pa na amorfne trdne snovi, ki nimajo običajnega vzorca, s katerimi bi jih lahko identificirali.
Primeri amorfnih trdnih snovi
Med običajne amorfne trdne snovi spadajo guma, plastika in steklo, čeprav tanke filme pogosto preučujejo tudi glede njihovih amorfnih faz. Bombažne sladkarije so tudi primer amorfne trdne snovi, tako kot obsidian (ki ga lahko štejemo tudi za kozarec).
