En amorf fast substans är en fast substans vars atomer inte har ett vanligt kristallint mönster. Ordet amorft kommer från det grekiska ordet ámorphos, som betyder "formlös".
När materia är i fast form kan den ha formen av en amorf fast substans beroende på dess molekylära struktur och hur den kyldes. Exempel på amorfa fasta ämnen innefattar glas, plast och gel, även om de flesta material kan antingen hittas eller göras amorfa genom bearbetning.
Torrsubstanser och tillstånd av materia
Det finns tre huvudtillstånd av materia: fast tillstånd, flytande tillstånd och gasform. Gaser har formen och volymen på sin behållare, vätskor upprätthåller en volym men har formen på sin behållare och fasta ämnen har sin egen form och volym.
När ett fast ämne värms upp till smältpunkten blir det en vätska och när en vätska värms upp till sin kokpunkt blir den en gas. Processen fungerar också i omvänd ordning: När en gas kyls kondenserar den till en vätska och när en vätska kyls fryser den till ett fast ämne.
Amorfa fasta ämnen delar en del
Olika typer av fasta ämnen
Torrsubstanser kan klassificeras i två typer baserat på deras olika grundläggande strukturer. Beroende på om deras struktur är regelbunden eller störd kan de vara kristallina fasta ämnen eller icke-kristallina amorfa material.
Nästan vilket material som helst kan göras amorft om det kyls tillräckligt snabbt från sin flytande fas, men en del material är naturligt amorfa eftersom deras komponentatomer eller molekyler inte kan passa ihop i en regelbunden mönster. Andra material är amorfa eftersom de innehåller defekter eller orenheter som stör skapandet av ett stabilt galler.
Kristallina fasta ämnen har sina molekyler eller atomer ordnade i ett upprepande mönster, kallat a gitterstruktur. Den minsta upprepande enheten i den gitterstrukturen kallas en enhetscell. De är den vanligaste typen av fast ämne. När de går sönder gör de det ofta i plana ansikten och geometriska former.
Amorfa fasta ämnen har ingen långdistansordning. Detta betyder att mönstret av atomer eller molekyler på ett ställe i det fasta ämnet kommer att se helt annorlunda ut än mönstret i en annan del av det fasta ämnet. Men de flesta amorfa fasta ämnen har kort räckvidd: En bild av en mycket liten del av det fasta ämnet på molekylär nivå kan faktiskt se ordnad ut!
Egenskaper hos amorfa fasta ämnen
Som nämnts har amorfa fasta ämnen inte specifika smältpunkter eftersom det inte finns någon tydlig avgränsning mellan deras flytande fas och den amorfa fasta fasen. Eftersom avståndet mellan angränsande atomer eller molekyler varierar över hela materialet rör sig inte termisk energi genom det jämnt, vilket innebär att det långsamt mjuknar över ett brett temperaturområde snarare än att smälta vid en temperatur.
Amorfa fasta ämnen bryts in i böjda eller oregelbundna ytor på grund av deras brist på inre struktur: Föreställ dig skillnad mellan ytan på en trasig kvartskristall (kristallin) och en trasig bit obsidian (amorf). Detta kommer ofta att göra trasiga amorfa fasta ämnen, såsom obsidian och glas, väldigt vass.
Röntgendiffraktion är en vanlig metod för att identifiera kristallina material. Det fungerar genom att titta på mönstret för reflekterat eller brytat ljus från det vanliga mönster av atomer i materialet. Det fungerar dock inte på amorfa fasta ämnen, som inte har något regelbundet mönster att identifiera dem med.
Exempel på amorfa fasta ämnen
Vanliga amorfa fasta ämnen inkluderar gummi, plast och glas, även om tunna filmer ofta studeras för sina amorfa faser. Sockervadd är också ett exempel på ett amorft fast ämne, liksom obsidian (som också kan betraktas som ett glas).