Ի՞նչ է նշանակում «ամորֆ վիճակ»: Դպրոցական հանրագիտարան Պինդ ամորֆ վիճակ

ամորֆ վիճակ

նյութի խտացված վիճակ, որը բնութագրվում է ֆիզիկական հատկությունների իզոտրոպիայով՝ ատոմների և մոլեկուլների անկարգ դասավորվածության պատճառով։ Ի տարբերություն բյուրեղային վիճակի, պինդ ամորֆից հեղուկի անցումը տեղի է ունենում աստիճանաբար։ Տարբեր նյութեր ամորֆ վիճակում են՝ ապակի, խեժեր, պլաստմասսա և այլն։

Ամորֆ վիճակ

(հունարենից a ≈ բացասական մասնիկից և morphē ≈ ձևից), նյութի պինդ վիճակ, որն ունի երկու հատկանիշ. նրա հատկությունները (մեխանիկական, ջերմային, էլեկտրական և այլն) բնական պայմաններում կախված չեն նյութի ուղղությունից ( իզոտրոպիա); երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, նյութը, փափկելով, աստիճանաբար անցնում է հեղուկ վիճակի, այսինքն՝ Ա. կոնկրետ հալման կետ չկա.

Այս հատկանիշները պայմանավորված են բացակայությամբ Ա. հեռահար կարգ ≈ խիստ կրկնելիություն, որը բնորոշ է բյուրեղներին միևնույն կառուցվածքային տարրի բոլոր ուղղություններով (ատոմ, ատոմների խումբ, մոլեկուլ և այլն) հարյուրավոր և հազարավոր ժամանակահատվածներում։ Միաժամանակ նյութը Ա.ս. կա հարևան մասնիկների դասավորության կարճ հեռահար կարգ ≈ հետևողականություն, այսինքն՝ մոլեկուլների չափերի հետ համեմատելի հեռավորությունների վրա դիտվող կարգ ( բրինձ.) Այս հետևողականությունը նվազում է հեռավորության հետ և անհետանում է 0,5≈1 նմ-ից հետո (տես Երկարաժամկետ և կարճ հեռահար կարգ):

Հեղուկներին բնորոշ է նաև կարճ հեռահարության կարգը, բայց հեղուկում տեղի է ունենում տեղերի ինտենսիվ փոխանակում հարևան մասնիկների միջև, ինչը դժվարանում է, քանի որ մածուցիկությունը մեծանում է, հետևաբար, մի կողմից, ատոմային համակարգում պինդ մարմինը: Այն սովորաբար համարվում է գերսառեցված հեղուկ՝ շատ բարձր մածուցիկության գործակիցով։ Մյուս կողմից, հենց «Ա. հետ». ներառում է հեղուկ.

Հատկությունների իզոտրոպիան բնորոշ է նաև բազմաբյուրեղ վիճակին (տես Բազաբյուրեղներ), սակայն վերջինս բնութագրվում է հալման խիստ սահմանված կետով, որը հնարավորություն է տալիս այն տարբերել բյուրեղային բյուրեղներից։ Ա–ի կառուցվածքի տարբերությունը. բյուրեղայինից հեշտությամբ հայտնաբերվում է ռենտգենյան դիֆրակցիոն օրինաչափությունների միջոցով: Բյուրեղներով ցրված մոնոխրոմատիկ ռենտգենյան ճառագայթները կազմում են դիֆրակցիոն օրինաչափություն՝ հստակ գծերի կամ բծերի տեսքով (տես Ռենտգենյան դիֆրակցիա)։ Համար Ա.ս. Սա բնորոշ չէ.

Ցածր ջերմաստիճաններում նյութի կայուն պինդ վիճակը բյուրեղային վիճակն է։ Այնուամենայնիվ, կախված մոլեկուլների հատկություններից, բյուրեղացումը կարող է պահանջել քիչ թե շատ ժամանակ. մոլեկուլները պետք է ժամանակ ունենան բյուրեղային կարգով դասավորվելու, երբ նյութը սառչում է: Երբեմն այս ժամանակը շատ երկար է լինում, որպեսզի բյուրեղային վիճակը գործնականում չի գիտակցվում։ Այլ դեպքերում Ա.ս. ստացվում է սառեցման գործընթացի արագացմամբ: Օրինակ՝ բյուրեղային քվարցը հալեցնելով, ապա հալոցքը արագ սառեցնելով, ստացվում է ամորֆ քվարցային ապակի։ Նույն կերպ են վարվում բազմաթիվ սիլիկատներ, որոնք սառչելիս տալիս են սովորական ապակի։ Ուստի Ա.ս. հաճախ կոչվում է ապակե վիճակ: Այնուամենայնիվ, ավելի հաճախ, քան ոչ, նույնիսկ ամենաարագ սառեցումը բավականաչափ արագ չէ բյուրեղների առաջացումը կանխելու համար: Արդյունքում նյութերի մեծ մասը ստացվում է Ա.ս. անհնարին. Բնության մեջ Ա.ս. ավելի քիչ տարածված, քան բյուրեղային: Դուք. հայտնաբերվել են՝ օպալ, օբսիդիան, սաթ, բնական խեժեր, բիտում։

Դուք. կարող են լինել ոչ միայն առանձին ատոմներից և սովորական մոլեկուլներից բաղկացած նյութեր, ինչպիսիք են բաժակներն ու հեղուկները (ցածր մոլեկուլային միացություններ), այլ նաև նյութեր, որոնք բաղկացած են երկար շղթայով մակրոմոլեկուլներից ≈ բարձր մոլեկուլային միացություններից կամ պոլիմերներից։

Ամորֆ պոլիմերների կառուցվածքը բնութագրվում է մակրոմոլեկուլների միավորների կամ սեգմենտների դասավորության կարճ հեռահար կարգով, որն արագորեն անհետանում է, երբ նրանք հեռանում են միմյանցից։ Պոլիմերային մոլեկուլները, կարծես, ձևավորում են «երակներ», որոնց կյանքը շատ երկար է պոլիմերների հսկայական մածուցիկության և մոլեկուլների մեծ չափերի պատճառով: Հետեւաբար, որոշ դեպքերում նման պարսերը գործնականում մնում են անփոփոխ։

Ամորֆ պոլիմերները, կախված ջերմաստիճանից, կարող են լինել երեք վիճակներում, որոնք տարբերվում են ջերմային շարժման բնույթով` ապակյա, բարձր առաձգական և հեղուկ (մածուցիկ-հեղուկ): Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում մոլեկուլների հատվածները շարժունակություն չունեն, և պոլիմերն իրեն պահում է սովորական պինդ մարմնի պես կավահողում: Բավականաչափ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում ջերմային շարժման էներգիան բավական է դառնում մոլեկուլի հատվածների շարժում առաջացնելու համար, բայց դեռ բավարար չէ մոլեկուլը որպես ամբողջություն շարժման մեջ դնելու համար: Առաջանում է բարձր առաձգական վիճակ, որը բնութագրվում է պոլիմերի հեշտությամբ ձգվելու և սեղմվելու ունակությամբ։ Բարձր առաձգական վիճակից անցումը ապակե վիճակի կոչվում է ապակե անցում: Մածուցիկ-հեղուկ վիճակում կարող են շարժվել ոչ միայն հատվածները, այլև ամբողջ մակրոմոլեկուլը։ Պոլիմերները ձեռք են բերում հոսելու հատկություն, սակայն, ի տարբերություն սովորական հեղուկների, դրանց հոսքը միշտ ուղեկցվում է բարձր առաձգական դեֆորմացիայի զարգացմամբ։

Լիտ.՝ Կիտայգորոդսկի Ա.Ի., Կարգ և անկարգություն ատոմների աշխարհում, Մ., 1966; Kobeko P.P., Ամորֆ նյութեր, M.≈L., 1952; Kitaygorodsky A.I., Ռենտգենյան կառուցվածքային վերլուծություն նուրբ բյուրեղային և ամորֆ մարմինների, M.≈L., 1952. Տես նաև լույսը. Արվեստում Պոլիմերներ.

Պինդ մարմինները բաժանվում են ամորֆ և բյուրեղային՝ կախված դրանց մոլեկուլային կառուցվածքից և ֆիզիկական հատկություններից։

Ի տարբերություն բյուրեղների, ամորֆ պինդ մարմինների մոլեկուլները և ատոմները ցանց չեն կազմում, և նրանց միջև հեռավորությունը տատանվում է հնարավոր հեռավորությունների որոշակի տիրույթում։ Այլ կերպ ասած, բյուրեղներում ատոմները կամ մոլեկուլները փոխադարձաբար դասավորված են այնպես, որ ձևավորված կառուցվածքը կարող է կրկնվել մարմնի ողջ ծավալով, ինչը կոչվում է հեռահար կարգ։ Ամորֆ մարմինների դեպքում մոլեկուլների կառուցվածքը պահպանվում է միայն յուրաքանչյուր նման մոլեկուլի նկատմամբ, նկատվում է մի օրինաչափություն միայն հարևան մոլեկուլների բաշխման մեջ՝ կարճ հեռահարության կարգ։ Ստորև ներկայացված է պատկերավոր օրինակ:

Ամորֆ մարմինները ներառում են ապակի և այլ նյութեր ապակյա վիճակում, ռեզին, խեժեր, սաթ, հերմետիկ մոմ, բիտում, մոմ, ինչպես նաև օրգանական նյութեր՝ ռետին, կաշի, ցելյուլոզ, պոլիէթիլեն և այլն։

Ամորֆ մարմինների հատկությունները

Ամորֆ պինդ մարմինների կառուցվածքային առանձնահատկությունները նրանց տալիս են անհատական ​​հատկություններ.

1. Թույլ հեղուկությունը նման մարմինների ամենահայտնի հատկություններից է։ Օրինակ կարող են լինել ապակու կաթիլները, որոնք երկար ժամանակ նստած են պատուհանի շրջանակում:
2. Ամորֆ պինդ մարմինները չունեն հատուկ հալման կետ, քանի որ տաքացման ժամանակ անցումը հեղուկ վիճակի տեղի է ունենում աստիճանաբար՝ մարմնի փափկացման միջոցով: Այդ իսկ պատճառով նման մարմինների նկատմամբ կիրառվում է այսպես կոչված փափկեցման ջերմաստիճանի միջակայքը։

1. Իրենց կառուցվածքով նման մարմինները իզոտրոպ են, այսինքն՝ նրանց ֆիզիկական հատկությունները կախված չեն ուղղության ընտրությունից։
2. Ամորֆ վիճակում գտնվող նյութն ավելի մեծ ներքին էներգիա ունի, քան բյուրեղային վիճակում։ Այդ պատճառով ամորֆ մարմինները կարողանում են ինքնուրույն վերափոխվել բյուրեղային վիճակի։ Այս երեւույթը կարելի է դիտարկել ժամանակի ընթացքում ապակու պղտորվելու արդյունքում։

Ապակե վիճակ

Բնության մեջ կան հեղուկներ, որոնք գործնականում անհնար է վերածվել բյուրեղային վիճակի սառեցման միջոցով, քանի որ այդ նյութերի մոլեկուլների բարդությունը թույլ չի տալիս նրանց ձևավորել կանոնավոր բյուրեղյա վանդակ: Նման հեղուկները ներառում են որոշ օրգանական պոլիմերների մոլեկուլներ։

Սակայն խորը և արագ սառեցման օգնությամբ գրեթե ցանկացած նյութ կարող է վերածվել ապակյա վիճակի։ Սա ամորֆ վիճակ է, որը չունի հստակ բյուրեղյա վանդակ, բայց կարող է մասամբ բյուրեղանալ փոքր կլաստերների մասշտաբով։ Նյութի այս վիճակը մետակայուն է, այսինքն՝ պահպանվում է որոշակի պահանջվող թերմոդինամիկական պայմաններում։

Որոշակի արագությամբ սառեցման տեխնոլոգիան օգտագործելով՝ նյութը բյուրեղանալու ժամանակ չի ունենա և կվերածվի ապակու։ Այսինքն, որքան բարձր է նյութի սառեցման արագությունը, այնքան քիչ հավանական է, որ այն բյուրեղանա: Օրինակ, մետաղական ակնոցներ արտադրելու համար կպահանջվի վայրկյանում 100,000 - 1,000,000 Կելվինի հովացման արագություն:

Բնության մեջ նյութը գոյություն ունի ապակյա վիճակում և առաջանում է հեղուկ հրաբխային մագմայից, որը, փոխազդելով սառը ջրի կամ օդի հետ, արագ սառչում է։ Այս դեպքում նյութը կոչվում է հրաբխային ապակի։ Կարող եք նաև դիտել մթնոլորտի հետ փոխազդող անկումային երկնաքարի հալման արդյունքում ձևավորված ապակի՝ երկնաքարային ապակի կամ մոլդավիտ:

Ամորֆ վիճակ (հունարենից a - բացասական մասնիկ և morphē - ձև)

Նյութի պինդ վիճակ, որն ունի երկու հատկանիշ. նրա հատկությունները (մեխանիկական, ջերմային, էլեկտրական և այլն) բնական պայմաններում կախված չեն նյութի ուղղությունից (իզոտրոպիա). երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, նյութը, փափկելով, աստիճանաբար անցնում է հեղուկ վիճակի, այսինքն՝ Ա. կոնկրետ հալման կետ չկա.

Այս հատկանիշները պայմանավորված են բացակայությամբ Ա. հեռահար կարգ - բյուրեղների բնորոշ (տես Բյուրեղներ) խիստ կրկնելիություն նույն կառուցվածքային տարրի բոլոր ուղղություններով (ատոմ, ատոմների խումբ, մոլեկուլ և այլն) հարյուրավոր և հազարավոր ժամանակահատվածներում։ Միաժամանակ նյութը Ա.ս. կա կարճ հեռահար կարգ՝ հարևան մասնիկների դասավորության հետևողականություն, այսինքն՝ մոլեկուլների չափերի հետ համեմատելի հեռավորությունների վրա դիտվող կարգը ( բրինձ. ) Հեռավորության հետ այս հետևողականությունը նվազում է և 0,5-1-ից հետո նմանհետանում է (տես Երկարաժամկետ պատվեր (Տես Հեռահար կարգ և կարճաժամկետ կարգ) ԵվԿարճ հեռահար պատվեր):

Հեղուկներին բնորոշ է նաև կարճ հեռահար կարգը (տես Հեղուկ) , բայց հեղուկում տեղի է ունենում տեղերի ինտենսիվ փոխանակում հարևան մասնիկների միջև, ինչը դժվարանում է, քանի որ մածուցիկությունը մեծանում է (տես Մածուցիկություն) , ուստի մի կողմից պինդ մարմին ա.ս. Այն սովորաբար համարվում է գերսառեցված հեղուկ՝ շատ բարձր մածուցիկության գործակիցով։ Մյուս կողմից, հենց «Ա. հետ». ներառում է հեղուկ.

Հատկությունների իզոտրոպիան բնորոշ է նաև բազմաբյուրեղ վիճակին (տես Բազմաբյուրեղներ) , սակայն վերջինս բնութագրվում է խիստ սահմանված հալման կետով, որը հնարավորություն է տալիս տարբերել Ա.ս. Ա–ի կառուցվածքի տարբերությունը. բյուրեղայինից հեշտությամբ հայտնաբերվում է ռենտգենյան դիֆրակցիոն օրինաչափությունների միջոցով (Տե՛ս ռենտգենյան դիֆրակցիա): Բյուրեղներով ցրված մոնոխրոմատիկ ռենտգենյան ճառագայթները կազմում են դիֆրակցիոն օրինաչափություն՝ հստակ գծերի կամ բծերի տեսքով (տես Ռենտգենյան դիֆրակցիա)։ Համար Ա.ս. Սա բնորոշ չէ.

Ցածր ջերմաստիճաններում նյութի կայուն պինդ վիճակը բյուրեղային վիճակն է։ Այնուամենայնիվ, կախված մոլեկուլների հատկություններից, բյուրեղացումը կարող է պահանջել քիչ թե շատ ժամանակ. մոլեկուլները պետք է ժամանակ ունենան բյուրեղային կարգով դասավորվելու, երբ նյութը սառչում է: Երբեմն այս ժամանակը շատ երկար է լինում, որպեսզի բյուրեղային վիճակը գործնականում չի գիտակցվում։ Այլ դեպքերում Ա.ս. ստացվում է սառեցման գործընթացի արագացմամբ: Օրինակ՝ բյուրեղային քվարցը հալեցնելով, ապա հալոցքը արագ սառեցնելով, ստացվում է ամորֆ քվարցային ապակի։ Նույն կերպ են վարվում բազմաթիվ սիլիկատներ, որոնք սառչելիս տալիս են սովորական ապակի։ Ուստի Ա.ս. հաճախ կոչվում է ապակե վիճակ (Տես ապակե վիճակ): Այնուամենայնիվ, ավելի հաճախ, քան ոչ, նույնիսկ ամենաարագ սառեցումը բավականաչափ արագ չէ բյուրեղների առաջացումը կանխելու համար: Արդյունքում նյութերի մեծ մասը ստացվում է Ա.ս. անհնարին. Բնության մեջ Ա.ս. ավելի քիչ տարածված, քան բյուրեղային: Դուք. են՝ օպալ, օբսիդիան, սաթ, բնական խեժեր, բիտում:

Դուք. կարող են լինել ոչ միայն առանձին ատոմներից և սովորական մոլեկուլներից բաղկացած նյութեր, ինչպիսիք են ակնոցները և հեղուկները (ցածր մոլեկուլային միացություններ), այլ նաև երկար շղթայով մակրոմոլեկուլներից բաղկացած նյութեր (տես Մաքրոմոլեկուլ) - բարձր մոլեկուլային քաշի միացություններ կամ պոլիմերներ։

Ամորֆ պոլիմերների կառուցվածքը բնութագրվում է մակրոմոլեկուլների միավորների կամ սեգմենտների դասավորության կարճ հեռահար կարգով, որն արագորեն անհետանում է, երբ նրանք հեռանում են միմյանցից։ Պոլիմերային մոլեկուլները, կարծես, ձևավորում են «երակներ», որոնց կյանքը շատ երկար է պոլիմերների հսկայական մածուցիկության և մոլեկուլների մեծ չափերի պատճառով: Հետեւաբար, որոշ դեպքերում նման պարսերը գործնականում մնում են անփոփոխ։

Ամորֆ պոլիմերները, կախված ջերմաստիճանից, կարող են լինել երեք վիճակներում, որոնք տարբերվում են ջերմային շարժման բնույթով` ապակյա, բարձր առաձգական և հեղուկ (մածուցիկ-հեղուկ): Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում մոլեկուլների հատվածները շարժունակություն չունեն, և պոլիմերն իրեն պահում է սովորական պինդ մարմնի պես կավահողում: Բավականաչափ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում ջերմային շարժման էներգիան բավական է դառնում մոլեկուլի հատվածների շարժում առաջացնելու համար, բայց դեռ բավարար չէ մոլեկուլը որպես ամբողջություն շարժման մեջ դնելու համար: Առաջանում է բարձր առաձգական վիճակ, որը բնութագրվում է պոլիմերի հեշտությամբ ձգվելու և սեղմվելու ունակությամբ։ Բարձր առաձգական վիճակից անցումը ապակե վիճակի կոչվում է ապակե անցում: Մածուցիկ-հեղուկ վիճակում կարող են շարժվել ոչ միայն հատվածները, այլև ամբողջ մակրոմոլեկուլը։ Պոլիմերները ձեռք են բերում հոսելու հատկություն, սակայն, ի տարբերություն սովորական հեղուկների, դրանց հոսքը միշտ ուղեկցվում է բարձր առաձգական դեֆորմացիայի զարգացմամբ։

Լիտ.:Կիտայգորոդսկի Ա.Ի., Կարգ և անկարգություն ատոմների աշխարհում, Մ., 1966; Կոբեկո Պ.Պ., Ամորֆ նյութեր, Մ.-Լ., 1952; Կիտայգորոդսկի Ա.Ի., Նուրբ բյուրեղային և ամորֆ մարմինների ռենտգենյան կառուցվածքային վերլուծություն, M.-L., 1952. Տե՛ս նաև լուս. Արվեստում Պոլիմերներ.

Քվարցի SiO 2 կառուցվածքը. ա - բյուրեղային; բ - ամորֆ; սև շրջանակները Si ատոմներ են, սպիտակ շրջանակները՝ O ատոմներ:

Խորհրդային մեծ հանրագիտարան. - Մ.: Սովետական ​​հանրագիտարան. 1969-1978 .

Տեսեք, թե ինչ է «Ամորֆ վիճակը» այլ բառարաններում.

- (հունարեն ամորֆոս անձև բառից), պինդ վիճակ ջրում, որը բնութագրվում է լույսի իզոտրոպիայով և հալման կետի բացակայությամբ։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ամորֆ ջուրը փափկում է և աստիճանաբար վերածվում հեղուկ վիճակի։ Այս հատկանիշները պայմանավորված են ... ... Ֆիզիկական հանրագիտարան

Ամորֆ վիճակ- - նյութի պինդ վիճակ, որն ունի երկու հատկանիշ. նրա հատկությունները (մեխանիկական, ջերմային, էլեկտրական և այլն) բնական պայմաններում կախված չեն նյութի ուղղությունից (իզոտրոպիա). երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, նյութը... Շինանյութերի տերմինների, սահմանումների և բացատրությունների հանրագիտարան

ԱՄՈՐՖԱՅԻՆ ՎԻՃԱԿ, պինդ մարմնի վիճակ, որը բնութագրվում է ֆիզիկական հատկությունների իզոտրոպիայով՝ ատոմների և մոլեկուլների անկարգ դասավորվածության պատճառով։ Ի տարբերություն բյուրեղային վիճակի (տես Բյուրեղներ), ամորֆ վիճակից անցումը... Ժամանակակից հանրագիտարան

Նյութի խտացված վիճակ, որը բնութագրվում է ֆիզիկական հատկությունների իզոտրոպիայով՝ ատոմների և մոլեկուլների անկարգ դասավորվածության պատճառով։ Ի տարբերություն բյուրեղային վիճակի, տեղի է ունենում անցում պինդ ամորֆից հեղուկի... ... Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

Նյութի պինդ վիճակ, որը բնութագրվում է ֆիզիկական հատկությունների իզոտրոպիայով՝ ատոմների և մոլեկուլների անկանոն դասավորվածության պատճառով։ Ի տարբերություն բյուրեղային վիճակի, տեղի է ունենում անցում պինդ ամորֆ վիճակից հեղուկի... ... Հանրագիտարանային բառարան

ամորֆ վիճակ- պինդ մարմնի վիճակ, որը բնութագրվում է ատոմների կամ մոլեկուլների դասավորվածության հեռահար կարգի բացակայությամբ. Ամորֆ վիճակը կարելի է համարել գերսառեցված հեղուկ, որում կարճ հեռահարության կարգը «սառեցված է»... ... Մետալուրգիայի հանրագիտարանային բառարան

ամորֆ վիճակ- amorfinė būsena statusas T sritis chemija apibrėžtis Kondensuota, neturinti trimatės sandaros periodiškumo, medžiagos būsena. ատիտիկմենիս՝ անգլ. ամորֆ պետական ​​ռուս. ամորֆ վիճակ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

ամորֆ վիճակ- amorfinė būsena statusas T sritis fizika atitikmenys՝ անգլ. ամորֆ պետական ​​վոկ. ամորֆեր Զուստանդ, մ ռուս. ամորֆ վիճակ, n pranc. état amorphe, m … Fizikos terminų žodynas

ԱՄՈՐՖՈՎ ՊԵՏՈՒԹՅՈՒՆ- պինդ մարմնի վիճակ է, որը զուրկ է բյուրեղներին բնորոշ խիստ պարբերականությունից (հեռահար կարգ): Պակաս կարգի պատճառով ամորֆ նյութերը նույն R T-ում ունեն ավելի մեծ ծավալ և ավելի մեծ ներքին էներգիա, քան բյուրեղները... ... Պալեոմագնիսաբանություն, նավթամագնիսաբանություն և երկրաբանություն։ Բառարան-տեղեկագիրք.

հեռուստացույց ոչ բյուրեղային վիճակ in va, բնութագրվում է իզոտրոպիա ֆիզիկական. հատկությունները և հալման կետի բացակայությունը: Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ամորֆ ջուրը փափկում է և աստիճանաբար վերածվում հեղուկ վիճակի։ Այս հատկանիշները պայմանավորված են բացակայությամբ Ա. Բնական գիտություն. Հանրագիտարանային բառարան

ԱՄՈՐՖՈՎ ՊԵՏՈՒԹՅՈՒՆ(հունարեն ամորֆոսից - անձև) - պինդ ոչ բյուրեղային: նյութի վիճակ, որը բնութագրվում է հատկությունների իզոտրոպիայով և կետի բացակայությամբ։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ամորֆ նյութը փափկվում է և աստիճանաբար վերածվում հեղուկ վիճակի։ Այս հատկանիշները պայմանավորված են Ա–ի բացակայությամբ, ի տարբերություն բյուրեղայինների։ պետական, այսպես կոչված հեռահար պատվեր՝ խիստ պարբերական։ նույն կառուցվածքային տարրի տարածության մեջ կրկնելիությունը (ատոմ, ատոմների խումբ, մոլեկուլ և այլն): Միաժամանակ նյութը Ա.ս. կա հետևողականություն հարևան մասնիկների դասավորության մեջ՝ այսպես կոչված. 1-ին կոորդինատում դիտված կարճ հեռահարության կարգը. ոլորտները (տես Համակարգման համարը) և աստիճանաբար կորչում է 2-րդ և 3-րդ ոլորտներին անցնելու ժամանակ, այսինքն՝ դիտարկվում է մասնիկների չափերի հետ համեմատելի հեռավորությունների վրա։ Այսպիսով, հետևողականությունը նվազում է հեռավորության հետ և անհետանում է 0,5-1 նմ հետո (տես. Հեռավոր և կարճաժամկետ պատվեր).

Հեղուկներին բնորոշ է նաև կարճ հեռահարության կարգը, սակայն հեղուկում տեղի է ունենում տեղերի ինտենսիվ փոխանակում հարևան մասնիկների միջև, ինչը դժվարանում է մածուցիկության մեծացման հետ: Հետևաբար, ամորֆ վիճակում գտնվող պինդ նյութը սովորաբար համարվում է գերսառեցված հեղուկ՝ շատ բարձր մածուցիկության գործակիցով։ Երբեմն հենց «Ա.Ս.» հասկացությունը: ներառում է հեղուկ.

Ցածր ջերմաստիճաններում նյութի թերմոդինամիկորեն կայուն պինդ վիճակը բյուրեղային է։ պետություն. Այնուամենայնիվ, կախված մասնիկների հատկություններից բյուրեղացումկարող է քիչ թե շատ ժամանակ պահանջել. մոլեկուլները պետք է ժամանակ ունենան «շարվելու», երբ նյութը սառչում է: Երբեմն այս ժամանակը այնքան երկար է, որ բյուրեղային պետությունը գործնականում չի գիտակցվում. Սովորաբար Ա.ս. առաջացել է հալվածքի արագ սառեցման ժամանակ։ Օրինակ, բյուրեղային հալեցումը քվարց և այնուհետև արագ հովացնելով հալոցքը, ստացվում է ամորֆ քվարց ապակի (տես Նկ. Ապակե վիճակԱյնուամենայնիվ, երբեմն նույնիսկ ամենաարագ սառեցումը բավականաչափ արագ չէ, որպեսզի կանխի բյուրեղների ձևավորումը: Բնության մեջ Ա.ս. (օպալ, օբսիդիան, սաթ, խեժեր) ավելի քիչ տարածված են, քան բյուրեղայինը: Դուք. կարող են լինել որոշակի մետաղներ և համաձուլվածքներ, ներառյալ մետաղական: ապակի (տես Ամորֆ մետաղներ), ինչպես նաև (տես Ամորֆ և ապակյա կիսահաղորդիչներ) և պոլիմերներ: Ամորֆ պոլիմերների կառուցվածքը բնութագրվում է մակրոմոլեկուլների միավորների կամ սեգմենտների դասավորության կարճ հեռահար կարգով, որն արագորեն անհետանում է, երբ նրանք հեռանում են միմյանցից։ Պոլիմերային մոլեկուլները, կարծես, ձևավորում են «երակներ», որոնց կյանքը շատ երկար է պոլիմերների հսկայական մածուցիկության և մոլեկուլների մեծ չափերի պատճառով:

Պինդ նյութերի մեծ մասի կառուցվածքի բնական տարբերությունը (բացառությամբ միայնակ բյուրեղների)՝ համեմատած հեղուկ և հատկապես գազային (ցածր մոլեկուլային քաշի) նյութերի, նրանց ավելի բարդ բազմաստիճան կազմակերպումն է (տես Աղյուսակ 4.1 և Նկար 4.3): . Դա պայմանավորված է կովալենտության նվազմամբ և դրանց միկրոկառուցվածքի տարրերի հոմո- և հետերոնուկլեար կապերի մետաղականության և իոնականության ավելացմամբ (տես նկ. 6.2 և 6.6 և աղյուսակներ 6.1-6.7), ինչը հանգեցնում է քանակի ավելացման: նյութի և նյութի կառուցվածքի տարրերը և համապատասխանաբար փոխում են դրա ագրեգացման վիճակը: Պինդ նյութերի կառուցվածքային հիերարխիան ուսումնասիրելիս անհրաժեշտ է հասկանալ պինդ մետաղական և ոչ մետաղական նյութերի կառուցվածքային կազմակերպման մակարդակների միասնությունն ու տարբերությունները՝ հաշվի առնելով այն տարրերի նյութի ծավալի դասավորության աստիճանը։ ձևավորել դրանք: Հատկապես կարևոր է պինդ բյուրեղային և ամորֆ մարմինների կառուցվածքի տարբերությունը, որը բաղկացած է բյուրեղային նյութերի ունակությունից, ի տարբերություն ամորֆ մարմինների, ձևավորելու մի շարք ավելի բարդ կառուցվածքներ, քան կառուցվածքների հիմնական էլեկտրոն-միջուկային քիմիական մակարդակը:

Ամորֆ վիճակ. Ամորֆ (հունարենից թարգմանաբար՝ անձև) վիճակի առանձնահատկությունը նյութի առկայության մեջ է. խտացրած (հեղուկ կամ պինդ) վիճակիր կառուցվածքում այս նյութը կազմող տարրերի (ատոմային կմախքներ կամ մոլեկուլներ) դասավորության մեջ եռաչափ պարբերականության բացակայությամբ։ Արդյունքում ամորֆ վիճակի առանձնահատկությունները պայմանավորված են բացակայությամբ հեռահար պատվեր -խիստ կրկնելիություն նույն կառուցվածքային տարրի բոլոր ուղղություններով (միջուկ կամ ատոմային կմախք, ատոմային կմախքների խումբ, մոլեկուլներ և այլն) հարյուրավոր և հազարավոր ժամանակաշրջանների ընթացքում։ Միևնույն ժամանակ, ամորֆ վիճակում գտնվող նյութն ունի փակել կարգը- հետևողականություն հարակից կառուցվածքային տարրերի դասավորության մեջ, այսինքն. կարգը, որը դիտվում է մոլեկուլների չափին համեմատելի հեռավորությունների վրա: Այս հետևողականությունը նվազում է հեռավորության հետ և անհետանում է 0,5-1 նմ-ից հետո: Ամորֆ նյութերը բյուրեղային նյութերից տարբերվում են իզոտրոպությամբ, այսինքն. ինչպես հեղուկը, նրանք ունեն տվյալ հատկության նույն արժեքները, երբ չափվում են նյութի ցանկացած ուղղությամբ: Ամորֆ նյութի անցումը պինդ վիճակից հեղուկ վիճակի չի ուղեկցվում հատկությունների կտրուկ փոփոխությամբ. սա երկրորդ կարևոր հատկանիշն է, որը տարբերում է պինդի ամորֆ վիճակը բյուրեղայինից: Ի տարբերություն բյուրեղային նյութի, որն ունի որոշակի հալման կետ, որի ժամանակ տեղի է ունենում հատկությունների կտրուկ փոփոխություն, ամորֆ նյութը բնութագրվում է փափկացման միջակայքով և հատկությունների շարունակական փոփոխությամբ։

Ամորֆ նյութերը պակաս կայուն են, քան բյուրեղայինները։ Ցանկացած ամորֆ նյութ, սկզբունքորեն, պետք է ժամանակի ընթացքում բյուրեղանա, և այդ գործընթացը պետք է լինի էկզոթերմիկ: Հաճախ ամորֆ և բյուրեղային ձևերը նույն քիմիական նյութի կամ նյութի տարբեր վիճակներ են: Այսպիսով, հայտնի են մի շարք համամիջուկային նյութերի (ծծումբ, սելեն և այլն), օքսիդների (B 2 Oe, Si0 2, Ge0 2 և այլն) ամորֆ ձևեր։

Այնուամենայնիվ, շատ ամորֆ նյութեր, մասնավորապես օրգանական պոլիմերների մեծ մասը, չեն կարող բյուրեղացվել: Գործնականում ամորֆ, հատկապես բարձր մոլեկուլային նյութերի բյուրեղացումը նկատվում է շատ հազվադեպ, քանի որ կառուցվածքային փոփոխությունները արգելակվում են այդ նյութերի բարձր մածուցիկության պատճառով: Հետևաբար, եթե դուք չեք դիմում հատուկ մեթոդների, օրինակ՝ երկարատև բարձր ջերմաստիճանի ազդեցությանը, ապա բյուրեղային վիճակին անցումը տեղի է ունենում չափազանց ցածր արագությամբ: Նման դեպքերում կարելի է ենթադրել, որ ամորֆ վիճակում գտնվող նյութը գրեթե ամբողջությամբ կայուն է։

Ի տարբերություն ամորֆ վիճակի, որը բնորոշ է ինչպես հեղուկ, այնպես էլ հալված և պինդ խտացրած նյութերին, ապակյա վիճակվերաբերում է միայն նյութի պինդ վիճակին։ Արդյունքում ներս հեղուկկամ հալածնյութերը կարող են լինել ամորֆ վիճակում ցանկացած նախընտրելի տեսակի կապով(կովալենտ, մետաղական և իոնային) և, հետևաբար, ինչպես մոլեկուլային, այնպես էլ ոչ մոլեկուլային կառուցվածքով: Այնուամենայնիվ պինդ ամորֆ վիճակում, ավելի ճիշտ, - ապակյա վիճակկպարունակեն հիմնականում ռազմածովային ուժերի վրա հիմնված նյութեր, որոնք բնութագրվում են հիմնականում կովալենտ կապի տեսակըտարրեր մակրոմոլեկուլների շղթաներում։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ նյութի պինդ ամորֆ վիճակն ստացվում է նրա հեղուկ վիճակի գերսառեցման արդյունքում, ինչը խանգարում է բյուրեղացման գործընթացներին և հանգեցնում փոքր հեռահարության կարգով կառուցվածքի «սառեցմանը»՝ դասավորվածության մեջ։ տարրեր. Նկատի ունեցեք, որ մակրոմոլեկուլների առկայությունը պոլիմերային նյութերի կառուցվածքում, ստերիկ չափի գործոնի ազդեցության պատճառով (ի վերջո, ավելի հեշտ է բյուրեղ ստեղծել կատիոններից, քան մոլեկուլներից), հանգեցնում է բյուրեղացման գործընթացի լրացուցիչ բարդության։ . Ուստի օրգանական (պոլիմեթիլ մետակրիլատ և այլն) և անօրգանական (սիլիկոնի, ֆոսֆորի, բորի օքսիդներ և այլն) պոլիմերներն ունակ են պինդ նյութերում ապակիներ ձևավորելու կամ ամորֆ վիճակ իրականացնելու։ Ճիշտ է, այսօր մետաղների հալոցքը սառեցման գերբարձր արագությամբ (>10 6 °C/վրկ) վերածվում է ամորֆ վիճակի՝ ստանալով. ամորֆ մետաղներկամ մետաղական ակնոցներնոր արժեքավոր հատկությունների համալիրով:

Բյուրեղային վիճակ. Բյուրեղային մարմնում դիտվում է որպես մոտ, այսպես երկարաժամկետ պատվերկառուցվածքային տարրերի դասավորությունը (ատոմային կմախքներ կամ մասնիկներ առանձին մոլեկուլների տեսքով), այսինքն. կառուցվածքի տարրերը տարածության մեջ տեղադրվում են միմյանցից որոշակի հեռավորության վրա՝ երկրաչափորեն ճիշտ հերթականությամբ՝ ձևավորելով բյուրեղներ -պինդ մարմիններ, որոնք ունեն կանոնավոր պոլիեդրների բնական ձև: Այս ձևը բյուրեղում տարրերի դասավորվածության հետևանք է՝ ձևավորելով եռաչափ պարբերական տարածական դասավորություն։ բյուրեղյա վանդակ:Բյուրեղային վիճակում գտնվող նյութը բնութագրվում է իր հանգույցներում ատոմային կմախքների կամ մոլեկուլների տեղակայման երեք չափումների պարբերական կրկնելիությամբ: Բյուրեղը պինդ մարմինների հավասարակշռված վիճակ է: Յուրաքանչյուր քիմիական նյութ, որը տվյալ թերմոդինամիկական պայմաններում (ջերմաստիճան, ճնշում) գտնվում է բյուրեղային վիճակում, համապատասխանում է որոշակի բյուրեղային կովալենտային կամ մոլեկուլային, մետաղական և իոնային կառուցվածքի։ Բյուրեղներն ունեն ատոմային կմախքների (կատիոններ մետաղի կամ կատիոններ և իոնային բյուրեղներում) կամ մոլեկուլների կառուցվածքային համաչափություն, արտաքին ձևի համապատասխան մակրոսկոպիկ համաչափություն, ինչպես նաև հատկությունների անիզոտրոպիա։ Անիզոտրոպիա -սա մեկ բյուրեղի հատկությունների (մեխանիկական, ֆիզիկական, քիմիական) տարբերությունն է նրա բյուրեղային ցանցի տարբեր ուղղություններով: Իզոտրոպիա -Սա նյութի հատկությունների նույնությունն է իր տարբեր ուղղություններով: Բնականաբար, նյութի հատկությունների փոփոխությունների այս օրինաչափությունները որոշվում են դրանց կառուցվածքի փոփոխության կամ չփոփոխման առանձնահատկություններով: Իրական բյուրեղային նյութերը (ներառյալ մետաղները) են քվազիիզոտրոպ կառուցվածքներ,դրանք. դրանք իզոտրոպ են մեզոկառուցվածքային մակարդակում (տես Աղյուսակ 4.1) և նրանց հատկությունները նույնն են բոլոր ուղղություններով: Դա պայմանավորված է նրանով, որ բնական կամ արհեստական ​​բյուրեղային նյութերի մեծ մասը պոլիբյուրեղայիննյութեր, ոչ միայնակ բյուրեղներ

(ադամանդի տեսակ): Դրանք բաղկացած են մեծ թվով, այսպես կոչված, հատիկներկամ բյուրեղներ,բյուրեղագրական հարթությունները միմյանց նկատմամբ պտտվում են որոշակի անկյան տակ ա. Ավելին, նյութի միջակառուցվածքի ցանկացած ուղղությամբ կա մոտավորապես նույն թվով հատիկներ՝ բյուրեղագրական հարթությունների տարբեր կողմնորոշմամբ, ինչը հանգեցնում է նրա հատկությունների անկախության ուղղությունից: Յուրաքանչյուր հատիկ բաղկացած է առանձին տարրերից՝ բլոկներից, որոնք միմյանց նկատմամբ պտտվում են մի քանի րոպեի կարգի անկյուններով, ինչը նաև ապահովում է բուն հացահատիկի հատկությունների իզոտրոպիան:

Նույն նյութի բյուրեղային վիճակները կարող են տարբերվել կառուցվածքով և հատկություններով, և հետո ասում են, որ այս նյութը գոյություն ունի տարբեր ձևափոխություններով: Տրված նյութի մի քանի բյուրեղային փոփոխությունների առկայությունը կոչվում է պոլիմորֆիզմ,և մի փոփոխությունից մյուսին անցում - պոլիմորֆ փոխակերպում.Ի տարբերություն պոլիմորֆիզմի, ալոտրոպիա- Տարբեր «պարզ» (կամ, ավելի ճիշտ, համամիջուկային) նյութերի տեսքով տարրի առկայությունն է՝ անկախ դրանց փուլային վիճակից։ Օրինակ՝ թթվածինը 0 2 և օզոն O e-ը թթվածնի ալոտրոպ ձևեր են, որոնք գոյություն ունեն գազային, հեղուկ և բյուրեղային վիճակներում։ Միևնույն ժամանակ, ադամանդը և գրաֆիտը՝ ածխածնի ալոտրոպիկ ձևերը, միաժամանակ նրա բյուրեղային փոփոխություններն են, այս դեպքում «ալոտրոպիա» և «պոլիմորֆիզմ» հասկացությունները համընկնում են նրա բյուրեղային ձևերի համար:

Երևույթը նույնպես հաճախ է նկատվում իզոմորֆիզմ,որոնցում տարբեր բնույթի երկու նյութեր կազմում են նույն կառուցվածքի բյուրեղներ։ Նման նյութերը կարող են փոխարինել միմյանց բյուրեղային ցանցում՝ առաջացնելով խառը բյուրեղներ։ Իզոմորֆիզմի ֆենոմենն առաջին անգամ ցուցադրել է գերմանացի հանքաբան Է.Միցերլիխը 1819 թվականին՝ օգտագործելով KH 2 P0 4, KH 2 As0 4 և NH 4 H 2 P0 4 օրինակները։ Խառը բյուրեղները պինդ մարմինների միանգամայն համասեռ խառնուրդներ են փոխարինող պինդ լուծումներ.Հետևաբար, կարելի է ասել, որ իզոմորֆիզմը փոխարինող պինդ լուծումներ ձևավորելու ունակությունն է։

Ավանդաբար, բյուրեղային կառույցները ավանդաբար բաժանվում են հոմոդեսմիկ (համակարգող) և հետերոդեսմիկ: ՀոմոդեսմիկՕրինակ՝ ադամանդի և ալկալիական մետաղների հալոգենիդներն ունեն կառուցվածք։ Այնուամենայնիվ, շատ ավելի հաճախ բյուրեղային նյութեր ունեն հետերոդեսմիկկառուցվածքը; նրա բնորոշ առանձնահատկությունը կառուցվածքային բեկորների առկայությունն է, որոնց ներսում ատոմային կմախքները միացված են ամենաուժեղ (սովորաբար կովալենտային) կապերով։ Այս բեկորները կարող են լինել տարրերի, շղթաների, շերտերի, շրջանակների վերջավոր խմբավորումներ։ Ըստ այդմ՝ առանձնանում են կղզու, շղթայական, շերտավոր և շրջանակային կառուցվածքները։ Գրեթե բոլոր օրգանական միացությունները և անօրգանական նյութերը, ինչպիսիք են հալոգենները, 0 2, N 2, CO 2, N 2 0 4 և այլն, ունեն կղզիների դերը մոլեկուլների միջոցով, ինչի համար էլ նման բյուրեղները կոչվում են մոլեկուլներ: Հաճախ բազմատոմ իոնները (օրինակ՝ սուլֆատները, նիտրատները, կարբոնատները) հանդես են գալիս որպես կղզիներ։ Օրինակ, Se մոդիֆիկացիաներից մեկի բյուրեղներն ունեն շղթայական կառուցվածք (ատոմային կմախքները կապված են անվերջ պարույրների մեջ) կամ PdCl 2 բյուրեղներ, որոնք պարունակում են անվերջ ժապավեններ; շերտավոր կառուցվածք - գրաֆիտ, BN, MoS 2 և այլն; շրջանակի կառուցվածքը՝ CaTYu 3 (Ti-ի և O-ի ատոմային կմախքները, որոնք միավորված են կովալենտային կապերով, կազմում են բացվածքի շրջանակ, որի դատարկություններում գտնվում են Ca-ի ատոմային կմախքները)։ Այս կառույցներից մի քանիսը դասակարգվում են որպես անօրգանական (ածխածնի չպարունակող) պոլիմերներ։

Ելնելով ատոմային կմախքների (հոմոդեսմիկ կառուցվածքների դեպքում) կամ կառուցվածքային բեկորների (հետերոդեզմիկ կառուցվածքների դեպքում) կապի բնույթից՝ դրանք առանձնանում են՝ կովալենտ (օրինակ՝ SiC, ադամանդ), իոնային, մետաղական (մետաղներ)։ և միջմետաղական միացություններ) և մոլեկուլային բյուրեղներ։ Վերջին խմբի բյուրեղները, որոնցում կառուցվածքային բեկորները միացված են միջմոլեկուլային փոխազդեցությամբ, ունեն ամենամեծ թվով ներկայացուցիչներ։

Համար կովալենտմիաբյուրեղները, ինչպիսիք են ադամանդը, կարբորոնդը և այլն, բնութագրվում են հրակայունությամբ, բարձր կարծրությամբ և մաշվածության դիմադրությամբ, ինչը հետևանք է կովալենտային կապի ամրության և ուղղության՝ համակցված դրանց եռաչափ տարածական կառուցվածքի (պոլիմերային մարմինների) հետ։

Իոնականբյուրեղները գոյացություններ են, որոնցում միկրոկառուցվածքի տարրերի կպչունությունը հակաիոնների տեսքով պայմանավորված է հիմնականում իոնային քիմիական կապերով: Իոնային բյուրեղների օրինակ են ալկալիների և հողալկալային մետաղների հալոգենիդները, որոնց բյուրեղային ցանցերի տեղամասերում կան փոփոխական դրական լիցքավորված մետաղական կատիոններ և բացասական լիցքավորված հալոգեն անիոններ (Na + Cl -, Cs + Cl -, Ca + F^, Նկ. 7.1).

Բրինձ. 7.1.

IN մետաղական բյուրեղներատոմային կմախքների միաձուլումը մետաղական կատիոնների տեսքով պայմանավորված է հիմնականում մետաղական ոչ ուղղորդված քիմիական կապերով: Այս տեսակի բյուրեղները բնորոշ են մետաղներին և դրանց համաձուլվածքներին։ Բյուրեղային ցանցի հանգույցներում կան ատոմային միջուկներ (կատիոններ)՝ փոխկապակցված էլեկտրոնային գազով (էլեկտրոն գազ)։ Մետաղական բյուրեղային մարմինների կառուցվածքը ավելի մանրամասն կքննարկվի ստորև։

Մոլեկուլային բյուրեղներձևավորվել են վան դեր Վալսյան ուժերի կամ ջրածնային կապերով միմյանց հետ կապված մոլեկուլներից։ Մոլեկուլների ներսում կա ավելի ուժեղ կովալենտային կապ (C k-ն գերակշռում է C-ին և C m-ին): Մոլեկուլային բյուրեղների փուլային փոխակերպումները (հալում, սուբլիմացիա, պոլիմորֆային անցումներ) տեղի են ունենում, որպես կանոն, առանց առանձին մոլեկուլների ոչնչացման։ Մոլեկուլային բյուրեղների մեծ մասը օրգանական միացությունների բյուրեղներ են (օրինակ՝ նաֆթալին)։ Մոլեկուլային բյուրեղները ձևավորվում են նաև այնպիսի նյութերից, ինչպիսիք են H 2 , հալոգենները, ինչպիսիք են J 2 , N 2 , 0 2 , Sg , երկուական միացությունները, ինչպիսիք են H 2 0 , C 0 2 , N 2 0 4 , օրգանամետաղական միացությունները և որոշ բարդ միացություններ։ Մոլեկուլային բյուրեղները ներառում են նաև բնական պոլիմերների բյուրեղներ, ինչպիսիք են սպիտակուցները (նկ. 7.2) և նուկլեինաթթուները:

Պոլիմերները, ինչպես արդեն նշվեց վերևում, որպես կանոն, վերաբերում են նաև մոլեկուլային բյուրեղներ ձևավորող նյութերին: Այնուամենայնիվ, այն դեպքում, երբ մակրոմոլեկուլների փաթեթավորումն ունի ծալովի կամ ֆիբրիլային կոնֆորմացիա, ավելի ճիշտ կլինի խոսել. կովալենտ մոլեկուլային բյուրեղներ(նկ. 7.3):

Բրինձ. 7.2.

Բրինձ. 7.3.

Դա պայմանավորված է նրանով, որ վանդակավոր ժամանակաշրջաններից մեկի երկայնքով (օրինակ՝ շրջան Հետպոլիէթիլենի դեպքում, որի մակրոմոլեկուլները գտնվում են ծալված կոնֆորմացիայի մեջ՝ ձևավորելով լամելա, գործում են ուժեղ քիմիական (նկ. 7.3), հիմնականում կովալենտային կապեր։ Միևնույն ժամանակ, երկու այլ վանդակաճաղերի երկայնքով (օրինակ՝ ժամանակաշրջաններ բԵվ Հետնույն ծալված պոլիէթիլենային բյուրեղներում) գործում են ավելի թույլ միջմոլեկուլային փոխազդեցության ուժեր։

Բյուրեղների բաժանումն այս խմբերի հիմնականում կամայական է, քանի որ աստիճանական անցումներ են լինում մի խմբից մյուսը, քանի որ բյուրեղներում կապի բնույթը փոխվում է: Օրինակ, միջմետաղական միացությունների շարքում՝ մետաղների միացություններ միմյանց հետ, կարելի է առանձնացնել միացությունների մի խումբ, որոնցում քիմիական կապի մետաղական բաղադրիչի նվազումը և կովալենտային և իոնային բաղադրիչների համապատասխան աճը հանգեցնում են խոլեստերինի ձևավորմանը։ դասական վալենտներին համապատասխան. Նման միացությունների օրինակներ են Պարբերական աղյուսակի հիմնական խմբերի IV և V ենթախմբի տարրերով մագնեզիումի միացությունները, որոնք անցումային են մետաղների և ոչ մետաղների միջև (Mg 2 Si, Mg 2 Ge, Mg 2 Sn, Mg 2 Pb, Mg 3 As 2, Mg 3 Sb 7 , Mg 3 Bi 7), որոնց հիմնական բնորոշ հատկանիշները սովորաբար ներառում են հետևյալը.

• նրանց հետերոնուկլեար բյուրեղային ցանցը տարբերվում է մայր միացությունների հոմոմիջուկային ցանցերից.
• դրանց համակցությամբ սովորաբար պահպանվում է բաղադրիչների պարզ բազմակի հարաբերակցությունը, ինչը թույլ է տալիս նրանց բաղադրությունը արտահայտել A w B;? , որտեղ A-ն և B-ն համապատասխան տարրերն են. ՏԵվ Պ -պարզ թվեր;
• հետերոնուկլեար միացությունները բնութագրվում են կառուցվածքի և հատկությունների նոր որակով՝ ի տարբերություն սկզբնական միացությունների։

Բյուրեղյա մեջ կառուցվածքային տարրեր(իոններ, ատոմային կմախքներ, մոլեկուլներ) բյուրեղներ կազմող կանոնավոր կերպով դասավորված են տարբեր ուղղություններով (նկ. 7): Լա):Սովորաբար բյուրեղների կառուցվածքի տարածական պատկերը ներկայացվում է սխեմատիկորեն (նկ. 7.45)՝ կետերով նշելով կառուցվածքային տարրերի ծանրության կենտրոնները, ներառյալ վանդակավոր բնութագրերը։

Հեռավորության վրա գտնվող հարթություններին զուգահեռ հարթություններ ա, բ, գմիմյանցից բյուրեղը բաժանեք բազմաթիվ հավասար և զուգահեռ կողմնորոշված ​​զուգահեռականների: Դրանցից ամենափոքրը կոչվում է միավոր բջիջ,դրանց համադրությունը կազմում է տարածական բյուրեղյա վանդակ:Զուգահեռականի գագաթները տարածական ցանցի հանգույցներ են, որոնցից բյուրեղը կառուցված է տարրերի ծանրության կենտրոնները համընկնում են այդ հանգույցների հետ:

Տարածական բյուրեղյա վանդակները ամբողջությամբ նկարագրում են բյուրեղի կառուցվածքը: Բյուրեղային ցանցի միավոր բջիջը նկարագրելու համար օգտագործվում է վեց մեծություն՝ երեք հատված, որը հավասար է կոորդինատային առանցքների երկայնքով ամենամոտ տարրական մասնիկների հեռավորությանը: ա, բ, գ,և երեք անկյուն այս հատվածների միջև a, (3, y.

Այս քանակությունների միջև փոխհարաբերությունները որոշում են բջջի ձևը, կախված նրանից, որ բոլոր բյուրեղները բաժանվում են յոթ համակարգերի (Աղյուսակ 7.1):

Բյուրեղային ցանցի միավորի բջջի չափը գնահատվում է հատվածներով ա, բ, գ.Նրանք կոչվում են վանդակավոր ժամանակաշրջաններ.Իմանալով վանդակավոր ժամանակաշրջանները՝ կարող եք որոշել տարրի ատոմային միջուկի շառավիղը։ Այս շառավիղը հավասար է ցանցի մասնիկների միջև եղած ամենափոքր հեռավորության կեսին:

Ցանցի բարդության աստիճանը դատվում է ըստ կառուցվածքային տարրերի քանակը,մեկ միավոր բջիջի համար: Պարզ տարածական վանդակում (տես նկ. 7.4) յուրաքանչյուր բջիջում միշտ կա մեկ տարր: Յուրաքանչյուր բջիջ ունի ութ գագաթ, բայց

Բրինձ. 7.4. Բյուրեղի մեջ տարրերի դասավորությունը. Ա- տարրի ատոմային կմախքի ծավալի տեղադրմամբ պատկեր; բ -միավորի բջջի տարածական պատկերը և դրա պարամետրերը

Աղյուսակ 7.1

Բյուրեղային համակարգերի բնութագրերը

Գագաթում գտնվող յուրաքանչյուր տարր իր հերթին պատկանում է ութ բջիջների: Այսպիսով, հանգույցից յուրաքանչյուր բջիջ կազմում է Y 8 ծավալ, և ընդհանուր առմամբ բջիջում կա ութ հանգույց, և, հետևաբար, յուրաքանչյուր բջիջում կա մեկ կառուցվածքային տարր:

Բարդ տարածական վանդակավորներում միշտ մեկ բջիջում կա մեկից ավելի կառուցվածքային տարր, որոնք առավել տարածված են ամենակարևոր մաքուր մետաղական միացություններում (նկ. 7.5):

Bcc ցանցում բյուրեղանում են հետևյալ մետաղները՝ Fea, W, V, Cr, Li, Na, K և այլն: Fey, Ni, Coa, Cu, Pb, Pt, Au, Ag և այլն, բյուրեղանում են fcc ցանցում , Ti a, Co p, Cd, Zn և այլն բյուրեղանում են hcp ցանցում։

կառուցվածքային տարրերի համակարգը, ժամանակաշրջանը և քանակը,մեկ միավոր բջիջի համար, թույլ են տալիս լիովին պատկերացնել վերջինիս գտնվելու վայրը բյուրեղում: Մի շարք դեպքերում օգտագործվում են բյուրեղային ցանցի լրացուցիչ բնութագրեր, որոնք որոշվում են նրա երկրաչափությամբ և արտացոլում են տարրերի փաթեթավորման խտությունը:

Բրինձ. 7.5. Բյուրեղային ցանցերի բարդ միավոր բջիջների տեսակները. Ա - OCC; 6 - HCC; Վ- HCP կոնտեյների մասնիկները բյուրեղում: Նման բնութագրիչներն են CN-ը և կոմպակտության գործակիցը:

Մոտակա հավասարաչափ տարրական մասնիկների թիվը որոշում է համակարգման համարը.Օրինակ, պարզ խորանարդ վանդակի համար CN-ը կլինի 6 (Kb); Մարմնակենտրոն խորանարդի վանդակում (BCC) յուրաքանչյուր ատոմային միջուկի համար նման հարևանների թիվը հավասար կլինի ութի (K8); երեսակենտրոն խորանարդ ցանցի համար (FCC) CN թիվը 12 է (K 12):

Բոլոր տարրական մասնիկների ծավալի հարաբերակցությունը տարրական բջջի ամբողջ ծավալին որոշում է. կոմպակտության գործակից:Պարզ խորանարդ վանդակի համար այս գործակիցը 0,52 է, bcc-ի համար՝ 0,68 և fcc-ի համար՝ 0,74:

• Սիրոտկին Ռ.Օ. Մորֆոլոգիայի ազդեցությունը լուծույթով բյուրեղացված պոլիէթիլենների թողունակության վրա. PhD thesis, Հյուսիսային Լոնդոնի համալսարան: - Լոնդոն, 2001 թ.