"amorphous state"은(는) 무슨 뜻인가요? 학교 백과사전 고체 무정형 상태

무정형 상태

원자와 분자의 무질서한 배열로 인한 물리적 성질의 등방성을 특징으로 하는 물질의 응축 상태. 결정질 상태와 달리 고체 비정질에서 액체로의 전이는 점진적으로 발생합니다. 유리, 수지, 플라스틱 등 다양한 물질이 비정질 상태에 있습니다.

무정형 상태

(그리스어 ≈ 음의 입자와 형태 ≈ 형태), 두 가지 특징을 가진 고체 상태의 물질: 자연 조건에서의 특성(기계적, 열적, 전기적 등)은 물질의 방향(등방성)에 의존하지 않습니다. 온도가 상승함에 따라 연화되는 물질은 점차적으로 액체 상태, 즉 원자로 이동합니다. 확실한 녹는점은 없습니다.

이러한 기능은 A.s가 없기 때문입니다. long-range order ≈ 수백 수천 주기에 걸쳐 동일한 구조 요소(원자, 원자 그룹, 분자 등)의 모든 방향에서 결정의 엄격한 반복성 특성. 동시에, A. s.의 물질. 인접 입자의 배열에 단거리 차수 ≈ 일관성이 있습니다. 즉, 분자 크기와 비슷한 거리에서 관찰되는 차수( 쌀.). 이 일관성은 거리에 따라 감소하고 0.5≈1 nm 후에 사라집니다(장거리 차수 및 단거리 차수 참조).

단거리 질서도 액체의 특징이지만 액체에서는 인접 입자 사이의 집중적인 위치 교환이 있어 점도가 증가함에 따라 더 어려워지기 때문에 한편으로는 A. s. 점도 계수가 매우 높은 과냉각 액체로 간주하는 것이 일반적입니다. 반면에 "A. 와 함께." 액체를 포함합니다.

특성의 등방성은 다결정 상태의 특징이기도 하지만(다결정 참조), 후자는 엄격하게 정의된 융점을 특징으로 하므로 A. s와 구별할 수 있습니다. 구조의 차이 그리고. X선을 사용하여 결정질에서 쉽게 검출됩니다. 결정에 의해 산란된 단색 X선은 뚜렷한 선 또는 반점의 형태로 회절 패턴을 형성합니다(X선 회절 참조). AS를 위해 이것은 일반적이지 않습니다.

저온에서 물질의 안정적인 고체 상태는 결정 상태입니다. 그러나 분자의 특성에 따라 결정화에는 다소 시간이 필요할 수 있습니다. 분자는 물질이 냉각될 때 결정질 순서로 정렬될 시간이 있어야 합니다. 때때로 이 시간이 매우 길어서 결정질 상태가 실질적으로 실현되지 않는다. 다른 경우에는 A. s. 냉각 과정을 가속화하여 얻습니다. 예를 들어, 결정질 석영을 용융시킨 다음 용융물을 급속 냉각함으로써 비정질 석영 유리가 얻어진다. 많은 규산염은 냉각되면 일반 유리를 제공하는 동일한 방식으로 행동합니다. 따라서 A. s. 흔히 유리 상태라고 합니다. 그러나 가장 빠른 냉각조차도 결정 형성을 방지할 만큼 충분히 빠르지 않은 경우가 많습니다. 결과적으로 대부분의 물질은 A. s에서 얻습니다. 불가능한. 자연에서 A. s. 결정질보다 덜 일반적입니다. 너. 다음은 오팔, 흑요석, 호박색, 천연 수지, 역청입니다.

너. 유리 및 액체(저분자량 화합물)와 같이 개별 원자와 일반 분자로 구성된 물질뿐만 아니라 장쇄 거대분자(고분자량 화합물 또는 중합체)로 구성된 물질도 있을 수 있습니다.

비정질 고분자의 구조는 단위 또는 거대분자의 분절 배열에서 단거리 질서가 특징이며, 이는 서로 멀어짐에 따라 빠르게 사라집니다. 고분자 분자는 고분자의 점도가 크고 분자 크기가 크기 때문에 수명이 매우 긴 "떼"를 형성하는 것으로 보입니다. 따라서 어떤 경우에는 그러한 떼가 실질적으로 변경되지 않은 상태로 유지됩니다.

비정질 폴리머는 온도에 따라 유리질, 고탄성 및 액체(점성 유체)의 열 운동 특성이 다른 세 가지 상태에 있을 수 있습니다. 저온에서 분자 조각은 움직이지 않고 폴리머는 A.S.에서 일반 고체처럼 행동합니다. 충분히 높은 온도에서 열 운동 에너지는 분자의 부분을 움직이기에 충분하지만 분자 전체를 움직이게 하기에는 여전히 불충분합니다. 고분자가 쉽게 늘어나고 수축하는 능력을 특징으로 하는 고탄성 상태가 발생합니다. 고탄성 상태에서 유리질 상태로의 전이를 유리 전이라고 합니다. 점성-유체 상태에서는 분절뿐만 아니라 전체 거대분자가 움직일 수 있습니다. 폴리머는 흐르는 능력을 갖지만 일반 액체와 달리 흐름에는 항상 고탄성 변형이 동반됩니다.

Lit .: Kitaigorodsky A.I., 원자 세계의 질서와 무질서, M., 1966; Kobeko P. P., 무정형 물질, M.≈ L., 1952; Kitaygorodsky AI, 미세 결정질 및 무정형 몸체의 X선 회절 분석, M.≈ L., 1952. 참조. 아트에서. 폴리머.

고체는 분자 구조와 물리적 특성에 따라 비정질과 결정질로 나뉩니다.

비정질 고체의 분자와 원자는 결정과 달리 격자를 형성하지 않으며, 이들 사이의 거리는 가능한 거리의 특정 범위 내에서 변합니다. 즉, 결정체에서는 원자나 분자가 상호 배열되어 형성된 구조가 신체의 전체 부피에 걸쳐 반복될 수 있도록 하는 것을 장거리 질서라고 합니다. 비정질체의 경우 분자 구조는 이러한 분자 하나에 대해서만 보존되며, 인접 분자의 분포에서 규칙성이 관찰됩니다 - 단거리 질서. 예시적인 예가 아래에 나와 있습니다.

비정질체에는 유리 및 기타 유리 상태의 물질, 로진, 수지, 호박색, 밀봉 왁스, 역청, 왁스 및 유기 물질(고무, 가죽, 셀룰로오스, 폴리에틸렌 등)이 포함됩니다.

비정질 몸체의 속성

비정질 고체 구조의 특성은 개별 특성을 제공합니다.

약하게 표현된 유동성은 그러한 몸체의 가장 잘 알려진 특성 중 하나입니다. 오랜 시간 동안 창틀에 서 있었던 유리 줄무늬가 그 예입니다.
무정형 고체는 가열 중 액체 상태로의 전이가 몸체를 부드럽게하여 점진적으로 일어나기 때문에 특정 융점을 갖지 않습니다. 이러한 이유로 이러한 몸체에는 소위 연화 온도 범위가 적용됩니다.

구조로 인해 이러한 몸체는 등방성입니다. 즉, 물리적 특성은 방향 선택에 의존하지 않습니다.
비정질 상태의 물질은 결정질 상태보다 내부 에너지가 더 많습니다. 이러한 이유로 비정질체는 독립적으로 결정질 상태로 들어갈 수 있습니다. 이 현상은 시간이 지남에 따라 유리가 흐려지는 결과로 관찰할 수 있습니다.

유리 상태

자연에서는 이러한 물질 분자의 복잡성으로 인해 규칙적인 결정 격자를 형성할 수 없기 때문에 냉각에 의해 결정 상태로 전환하는 것이 실질적으로 불가능한 액체가 있습니다. 일부 유기 중합체의 분자는 이러한 액체에 속합니다.

그러나 깊고 빠른 냉각 덕분에 거의 모든 물질이 유리 상태가 될 수 있습니다. 이것은 명확한 결정 격자를 갖지 않지만 작은 클러스터의 규모에서 부분적으로 결정화할 수 있는 비정질 상태입니다. 이 물질의 상태는 준안정, 즉 필요한 특정 열역학적 조건에서 보존됩니다.

특정 속도로 냉각 기술의 도움으로 물질은 결정화될 시간이 없고 유리로 변환됩니다. 즉, 재료의 냉각 속도가 높을수록 결정화될 가능성이 적습니다. 따라서 예를 들어 금속 유리를 제조하려면 초당 100,000~1,000,000Kelvin의 냉각 속도가 필요합니다.

자연에서 물질은 유리 상태로 존재하며 액체 화산 마그마에서 발생합니다. 이 마그마는 차가운 물이나 공기와 상호 작용하여 빠르게 냉각됩니다. 이 경우 물질을 화산 유리라고합니다. 운석 유리 또는 몰다바이트와 같이 대기와 상호 작용하는 떨어지는 운석이 녹으면서 형성된 유리를 관찰할 수도 있습니다.

무정형 상태 (그리스어 a - 부정 입자 및 morphē - 형태에서)

두 가지 특징을 갖는 물질의 고체 상태: 자연 조건에서의 특성(기계적, 열적, 전기적 등)은 물질의 방향(등방성)에 의존하지 않습니다. 온도가 상승함에 따라 연화되는 물질은 점차적으로 액체 상태, 즉 원자로 이동합니다. 확실한 녹는점은 없습니다.

이러한 기능은 A.s가 없기 때문입니다. 장거리 질서 - 결정의 특성(결정 참조) 수백 수천 주기에 걸쳐 동일한 구조 요소(원자, 원자 그룹, 분자 등)의 모든 방향에서 엄격한 반복. 동시에, A. s.의 물질. 단거리 질서가 있습니다 - 인접 입자 배열의 일관성, 즉 분자의 크기와 비슷한 거리에서 관찰되는 질서 ( 쌀. ). 거리에 따라 이 일관성은 감소하고 0.5-1 이후에는 nm사라짐(장거리 주문 참조(장거리 주문 및 단기 주문 참조) 그리고닫기 주문).

단거리 주문은 액체의 특성이기도 합니다(액체 참조). , 그러나 액체에서는 인접 입자 사이의 강력한 위치 교환이 있으며, 이는 점도가 증가함에 따라 더 어려워집니다(점도 참조). , 따라서 한편으로는 A. s의 솔리드 바디입니다. 점도 계수가 매우 높은 과냉각 액체로 간주하는 것이 일반적입니다. 반면에 "A. 와 함께." 액체를 포함합니다.

속성의 등방성은 다결정 상태의 특징이기도 합니다(다결정 참조). , 그러나 후자는 엄격하게 정의된 융점을 특징으로 하므로 A.s와 구별할 수 있습니다. 구조의 차이 그리고. 결정체에서 나오는 것은 방사선 사진을 사용하여 쉽게 감지됩니다(방사선 사진 참조). 결정에 의해 산란된 단색 X선은 뚜렷한 선 또는 반점의 형태로 회절 패턴을 형성합니다(X선 회절 참조). AS를 위해 이것은 일반적이지 않습니다.

저온에서 물질의 안정적인 고체 상태는 결정 상태입니다. 그러나 분자의 특성에 따라 결정화에는 다소 시간이 필요할 수 있습니다. 분자는 물질이 냉각될 때 결정질 순서로 정렬될 시간이 있어야 합니다. 때때로 이 시간이 매우 길어서 결정질 상태가 실질적으로 실현되지 않는다. 다른 경우에는 A. s. 냉각 과정을 가속화하여 얻습니다. 예를 들어, 결정질 석영을 용융시킨 다음 용융물을 급속 냉각함으로써 비정질 석영 유리가 얻어진다. 많은 규산염은 냉각되면 일반 유리를 제공하는 동일한 방식으로 행동합니다. 따라서 A. s. 종종 유리 상태라고 합니다(유리 상태 참조). 그러나 가장 빠른 냉각조차도 결정 형성을 방지할 만큼 충분히 빠르지 않은 경우가 많습니다. 결과적으로 대부분의 물질은 A. s에서 얻습니다. 불가능한. 자연에서 A. s. 결정질보다 덜 일반적입니다. 너. 있습니다: 오팔, 흑요석, 호박색, 천연 수지, 역청.

너. 유리 및 액체(저분자량 화합물)와 같이 개별 원자와 일반 분자로 구성된 물질뿐만 아니라 긴 사슬 거대분자로 구성된 물질도 있을 수 있습니다(거대분자 참조) - 고분자 화합물 또는 중합체.

문학.: Kitaygorodsky A.I., 원자 세계의 질서와 무질서, M., 1966; Kobeko P. P., 무정형 물질, M.-L., 1952; Kitaygorodsky A.I., 미세 결정질 및 무정형 체의 X선 회절 분석, M.-L., 1952. lit. 아트에서. 폴리머.

석영 SiO2의 구조: a - 결정질; b - 무정형; 검은색 원은 Si 원자, 흰색 원은 O 원자입니다.

위대한 소비에트 백과사전. - M.: 소련 백과사전. 1969-1978 .

다른 사전에 "무정형 상태"가 무엇인지 확인하십시오.

- (그리스어 amorphos formless에서), sv의 등방성과 융점이 없는 것을 특징으로 하는 va의 고체 상태. 온도가 증가함에 따라 비정질 물은 부드러워지고 점차적으로 액체 상태로 변합니다. 이러한 기능으로 인해... 물리적 백과사전

무정형 상태- - 두 가지 특징이 있는 물질의 고체 상태: 자연 조건에서의 특성(기계적, 열적, 전기적 등)은 물질의 방향(등방성)에 의존하지 않습니다. 온도가 올라가면 물질이 ... 건축 자재의 용어, 정의 및 설명에 대한 백과사전

AMORPHOUS STATE(무정형 상태) 원자와 분자의 무질서한 배열로 인한 물리적 특성의 등방성을 특징으로 하는 고체 상태. 결정질 상태(결정체 참조)와 달리 비정질 상태에서 전이 ... 현대 백과사전

원자와 분자의 무질서한 배열로 인한 물리적 성질의 등방성을 특징으로 하는 물질의 응축 상태. 결정질 상태와 달리 고체 비정질에서 액체로의 전이가 일어난다 .... 큰 백과사전

원자와 분자의 무질서한 배열로 인한 물리적 특성의 등방성을 특징으로 하는 물질의 고체 상태. 결정질 상태와 달리 고체 비정질 상태에서 액체 상태로의 전이가 일어난다 .... 백과사전

무정형 상태- 원자 또는 분자의 배열에 장거리 질서가 없는 것을 특징으로 하는 고체 상태. 비정질 상태는 단거리 주문이 "동결"되는 과냉각 액체로 간주 될 수 있습니다 ... ... 야금의 백과사전

무정형 상태- amorfinė būsena statusas T sritis chemija apibrėžtis Kondensuota, neturinti trimatės sandaros periodiškumo, medžiagos būsena. atitikmenys: 영어. 무정형 상태 무정형 상태... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

무정형 상태- amorfinė būsena statusas T sritis fizika atitikmenys: Angl. 무정형 상태 vok. amorpher Zusstand, m rus. 무정형 상태, n pranc. état amorphe, m … Fizikos terminų žodynas

무정형 상태- 결정 고유의 엄격한 주기성이 결여된 고체 상태(장거리 질서). 낮은 질서로 인해 동일한 RT에서 비정질 물질은 결정보다 더 큰 부피와 더 높은 내부 에너지를 갖습니다. ... ... 고자기학, 암석학 및 지질학. 사전 참조.

TV. 비결정질 물리적 등방성을 특징으로 하는 VA의 상태. 특성 및 융점이 부족합니다. 온도가 증가함에 따라 물의 비정질은 부드러워지고 점차적으로 액체 상태로 변합니다. 이러한 기능은 A.의 부재로 인한 것입니다. 자연 과학. 백과사전

무정형 상태(그리스어에서. amorphos - 형태가 없음) - 고체 비결정질. 성질의 등방성과 점이 없는 것을 특징으로 하는 물질의 상태. 온도가 증가하면 비정질 물질이 부드러워지고 점차적으로 액체 상태로 변합니다. 이러한 특징은 결정질과 달리 A.s.가 없기 때문입니다. 이른바 상태. 장거리 주문 - 엄격한 주기적. 동일한 구조 요소(원자, 원자 그룹, 분자 등)의 공간에서의 반복성. 동시에, A. s.의 물질. 소위 이웃 입자의 배열에 일관성이 있습니다. 첫 번째 좌표 내에서 관찰되는 단거리 주문. 구체(참조 조정 번호) 두 번째 및 세 번째 구로의 전환 동안 점차적으로 손실됩니다. 즉, 입자 크기와 유사한 거리에서 관찰됩니다. 따라서 일관성은 거리에 따라 감소하고 0.5-1nm 후에 사라집니다(그림 1 참조). 멀고도 가까운 주문).

단거리 질서도 액체의 특징이지만 액체에서는 인접 입자 사이의 격렬한 위치 교환이 있어 점도가 증가함에 따라 더 어려워집니다. 따라서 비정질 상태의 고체는 일반적으로 점도 계수가 매우 높은 과냉각 액체로 간주됩니다. 때로는 "A. s."라는 바로 그 개념. 액체를 포함합니다.

낮은 온도에서 물질의 열역학적으로 안정한 고체 상태는 결정질입니다. 상태. 그러나 입자의 성질에 따라 결정화더 많거나 적은 시간이 필요할 수 있습니다. 분자는 물질이 냉각될 때 "일렬로 정렬"할 시간이 있어야 합니다. 때로는 이 시간이 너무 길어서 결정이 됩니다. 거의 없는 상태입니다. 일반적으로 A.S. 용융물의 급속 냉각에 의해 형성된다. 예를 들어, 용융 결정. 석영과 그 후 용융물을 급속 냉각하면 비정질 석영 유리가 얻어진다(그림 1 참조). 유리 상태). 그러나 때로는 가장 빠른 냉각조차도 결정의 형성을 방지할 만큼 충분히 빠르지 않습니다. 자연에서 A. s. (오팔, 흑요석, 호박색, 수지)는 결정질보다 덜 일반적입니다. 너. 금속을 포함한 특정 금속 및 합금이 있을 수 있습니다. 유리(참조 비정질 금속) 뿐만 아니라 (참조. 비정질 및 유리질 반도체) 및 폴리머. 비정질 폴리머의 구조는 단위 또는 거대 분자의 세그먼트 배열에서 단거리 질서가 특징이며, 이는 서로 멀어짐에 따라 빠르게 사라집니다. 폴리머 분자는 폴리머의 엄청난 점도와 분자의 큰 크기로 인해 수명이 매우 긴 "떼"를 형성하는 것으로 보입니다.

액체 및 특히 기체(저분자량) 물질과 비교하여 대부분의 고체 물질(단결정 제외) 구조의 자연스러운 차이는 더 복잡한 다단계 조직입니다(표 4.1 및 그림 4.3 참조). 이것은 원자가의 감소와 미세 구조 요소의 동핵 및 이핵 결합의 금속성 및 이온성 증가로 인한 것이며(그림 6.2 및 6.6 및 표 6.1-6.7 참조), 이는 수의 증가로 이어집니다. 물질과 물질의 구조에 있는 원소들의 집합과 그에 상응하는 변화의 집합체 상태. 고체 재료의 구조적 계층 구조를 연구할 때, 고체 금속 및 비금속 재료의 구조적 조직 수준의 통일성과 차이점을 이해하는 것이 필요하며, 이는 요소의 재료 부피의 질서 정도를 고려합니다. 그들을 형성하십시오. 특히 중요한 것은 고체 결정체와 비정질체의 구조 차이인데, 이는 비결정체와 달리 결정질 물질이 구조의 기본 전자-핵 화학 수준보다 더 복잡한 구조를 형성하는 능력으로 구성됩니다.

무정형 상태. 무정형 (그리스어에서 번역 됨 - 형태가 없음) 상태의 특이성은 물질의 존재에 있습니다. 응축(액체 또는 고체) 상태이 물질을 구성하는 요소(원자 코어 또는 분자)의 배열에서 3차원 주기성의 구조가 없기 때문입니다. 결과적으로 무정형 상태의 특징은 부재로 인한 것입니다. 장거리 주문 -수백, 수천 주기에 걸쳐 동일한 구조 요소(핵 또는 원자핵, 원자핵 그룹, 분자 등)의 모든 방향에서 엄격한 반복. 동시에 비정질 상태의 물질은 단거리 주문- 구조의 인접 요소 배열의 일관성, 즉 분자의 크기와 비슷한 거리에서 관찰되는 질서. 거리에 따라 이 일관성이 감소하고 0.5-1 nm 후에 사라집니다. 무정형 물질은 등방성에서 결정질 물질과 다릅니다. 액체와 마찬가지로 물질 내에서 임의의 방향으로 측정할 때 주어진 속성과 동일한 값을 갖습니다. 무정형 물질이 고체에서 액체 상태로 전환될 때 특성의 급격한 변화가 동반되지 않습니다. 이는 고체의 비정질 상태를 결정질 상태와 구별하는 두 번째 중요한 특징입니다. 비정질 물질은 급격한 성질 변화가 일어나는 일정한 융점을 갖는 결정질 물질과 달리 연화 간격과 지속적인 물성 변화가 특징입니다.

무정형 물질은 결정질 물질보다 덜 안정적입니다. 모든 무정형 물질은 원칙적으로 시간이 지남에 따라 결정화되어야 하며 이 과정은 발열성이어야 합니다. 종종 비정질 및 결정질 형태는 동일한 화학 물질 또는 구성 물질의 다른 상태입니다. 따라서 많은 동핵 물질(황, 셀레늄 등), 산화물(B 2 Oe, SiO 2, Ge0 2 등)의 비정질 형태가 알려져 있습니다.

그러나 많은 비정질 물질, 특히 대부분의 유기 중합체는 결정화될 수 없습니다. 실제로, 비정질, 특히 고분자 물질의 결정화는 이러한 물질의 높은 점도로 인해 구조적 변화가 억제되기 때문에 매우 드물게 관찰됩니다. 따라서 장기간 고온 노출과 같은 특별한 방법에 의존하지 않으면 결정 상태로의 전이가 매우 낮은 속도로 진행됩니다. 이러한 경우, 우리는 비정질 상태의 물질이 거의 완전히 안정하다고 가정할 수 있습니다.

액체 또는 용융 형태, 고체 응축 형태의 물질 고유의 무정형 상태와 달리, 유리 상태물질의 고체 상태만을 나타냅니다. 결과적으로 액체또는 녹은물질은 무정형 상태일 수 있습니다. 선호하는 연결 유형(공유, 금속 및 이온) 따라서 분자 및 비분자 구조. 하지만 고체 무정형, 또는 더 정확하게는, 유리 상태주로 주로 특징지어지는 HMC 기반 물질이 될 것입니다. 공유 결합 유형거대 분자 사슬의 요소. 이것은 물질의 고체 비정질 상태가 액체 상태의 과냉각의 결과로 얻어지기 때문에 결정화 과정을 방지하고 단거리 원소 순서로 구조를 "동결"시킵니다. 입체 크기 인자(결국 분자보다 양이온에서 결정을 만드는 것이 더 쉽기 때문)의 영향으로 인해 고분자 재료의 구조에 거대분자가 존재하면 결정화 과정이 추가로 복잡해집니다. 따라서 유기(폴리메틸메타크릴레이트 등) 및 무기(규소, 인, 붕소 등의 산화물) 고분자는 유리를 형성하거나 고체 물질에서 비정질 상태를 구현할 수 있습니다. 사실, 오늘날 매우 높은 냉각 속도(>10 6 °C/s)에서 용융된 금속은 무정형 상태로 전환되어 다음을 얻습니다. 비정질 금속또는 금속 유리새로운 가치 있는 속성의 집합으로.

결정 상태. 결정체에서는 다음과 같이 관찰됩니다. 가까운, 그리고 장거리 주문구조 요소의 배열(개별 분자 형태의 원자 코어 또는 입자), 즉 구조의 요소는 기하학적으로 정확한 순서로 서로 일정한 거리를 두고 공간에 배치되어 크리스탈 -정다면체의 자연스러운 모양을 가진 솔리드 바디. 이 모양은 형태의 3차원 주기적인 공간 스택을 형성하는 결정에서 요소의 정렬된 배열의 결과입니다. 크리스탈 격자.결정 상태의 물질은 노드의 원자 코어 또는 분자 배열의 3차원에서 주기적인 반복이 특징입니다. 결정은 고체의 평형 상태입니다. 주어진 열역학적 조건(온도, 압력)에서 결정 상태의 각 화학 물질은 특정 결정 공유 또는 분자, 금속 및 이온 구조에 해당합니다. 결정은 원자 코어(금속의 양이온 또는 이온 결정의 양이온 및 음이온) 또는 분자의 하나 또는 다른 구조적 대칭, 외부 형태의 상응하는 거시적 대칭 및 특성의 이방성을 갖는다. 이방성 -이것은 결정 격자의 다른 방향에서 단결정의 특성(기계적, 물리적, 화학적)의 비유사성입니다. 등방성 -이것은 다양한 방향에서 물질의 특성이 동일합니다. 당연히 물질 특성의 이러한 변화 패턴은 구조의 변화 또는 비 변화의 특성에 의해 결정됩니다. 실제 결정질 물질(금속 포함)은 준 등방성 구조,저것들. 그들은 중간 구조 수준에서 등방성이며(표 4.1 참조) 속성은 모든 방향에서 동일합니다. 이는 대부분의 천연 또는 인공 결정질 물질이 다결정단결정이 아닌 물질

(다이아몬드처럼). 그들은 소위 많은 수로 구성됩니다. 작살또는 결정자,결정학적 평면이 특정 각도를 통해 서로에 대해 회전합니다. 이 경우 재료의 메조 구조의 모든 방향에서 결정 평면의 방향이 다른 거의 동일한 수의 결정립이 있으므로 방향과 특성이 독립적입니다. 각 곡물은 개별 요소로 구성되어 있습니다. 블록은 서로에 대해 몇 분 정도의 각도로 회전하며, 이는 전체적으로 곡물 자체의 특성에 대한 등방성을 보장합니다.

같은 물질이라도 결정질 상태는 구조와 성질이 다를 수 있으며, 이 물질은 다양한 변형을 일으키며 존재한다고 합니다. 주어진 물질에 여러 가지 결정 변형이 존재하는 것을 다형성,한 수정에서 다른 수정으로의 전환 - 다형성 변환.다형성과 달리 동소체- 이것은 상 상태에 관계없이 다양한 "단순한"(또는 더 정확하게는 동핵) 물질 형태의 요소의 존재입니다. 예를 들어, 산소 0 2 및 오존 O e는 기체, 액체 및 결정 상태로 존재하는 동소체 형태의 산소입니다. 동시에 다이아몬드와 흑연(탄소의 동소체 형태)은 동시에 결정 변형이며, 이 경우 "동소체"와 "다형성"의 개념은 결정 형태와 일치합니다.

종종 현상도 있습니다 동형,성질이 다른 두 물질이 같은 구조의 결정을 형성하는 것. 이러한 물질은 결정 격자에서 서로를 대체하여 혼합 결정을 형성할 수 있습니다. 처음으로 동형 현상은 KH 2 PO 4 , KH 2 As0 4 및 NH 4 H 2 PO 4 의 예를 사용하여 1819년 독일 광물학자 E. Mitscherlich에 의해 입증되었습니다. 혼합 결정은 완벽하게 균일한 고체 혼합물입니다. 대체 고용체.따라서 동형은 대체 고용체를 형성하는 능력이라고 말할 수 있습니다.

전통적으로 결정 구조는 전통적으로 동종(배위)과 이종으로 나뉩니다. 동종 데스믹구조에는 예를 들어 다이아몬드, 알칼리 금속 할로겐화물이 있습니다. 그러나 더 자주 결정질 물질은 이종구조; 그 특징은 원자핵이 가장 강한(보통 공유) 결합으로 연결된 구조적 단편의 존재입니다. 이러한 조각은 요소, 체인, 레이어, 프레임의 유한한 그룹이 될 수 있습니다. 따라서 아일랜드, 체인, 레이어 및 프레임 구조가 구별됩니다. 할로겐, 0 2 , N 2 , CO 2 , N 2 0 4 등 거의 모든 유기화합물과 무기물은 섬구조를 가지고 있으며, 분자는 섬의 역할을 하므로 이러한 결정을 분자라고 한다. 종종 다원자 이온(예: 황산염, 질산염, 탄산염)은 섬처럼 작용합니다. 예를 들어, 무한 리본을 포함하는 Se 수정(원자 코어가 무한 나선으로 연결됨) 중 하나의 결정 또는 PdCl 2 결정은 사슬 구조를 갖습니다. 층상 구조 - 흑연, BN, MoS 2 등; 프레임 구조는 CaTYu 3입니다(공유 결합으로 결합된 Ti 및 O의 원자 코어는 Ca의 원자 코어가 있는 공극에서 열린 구조를 형성합니다). 이러한 구조 중 일부는 무기(무탄소) 폴리머로 분류됩니다.

원자 코어 사이(동종 구조의 경우) 또는 구조적 단편(이종 구조의 경우) 간의 결합 특성에 따라 공유(예: SiC, 다이아몬드), 이온성, 금속성(금속 및 금속간 화합물) 및 분자 결정. 분자간 상호 작용에 의해 구조 단편이 연결된 마지막 그룹의 결정은 대표자가 가장 많습니다.

을 위한 공유다이아몬드, 카보런덤 등과 같은 단결정은 내화성, 높은 경도 및 내마모성을 특징으로 하며, 이는 3차원 공간 구조(폴리머 본체)와 결합된 공유 결합의 강도 및 방향의 결과입니다.

이온결정은 반대이온 형태의 미세구조 요소의 부착이 주로 이온성 화학 결합으로 인한 형성입니다. 이온 결정의 예로는 양전하 금속 양이온과 음전하 할로겐 음이온(Na + Cl -, Cs + Cl -, Ca + F^, 그림 7.1).

쌀. 7.1.

에 금속 결정금속 양이온의 형태로 원자핵의 접착은 주로 금속 무방향성 화학 결합으로 인한 것입니다. 이 유형의 결정은 금속 및 그 합금의 특징입니다. 결정 격자의 노드에는 OE(전자 가스)로 연결된 원자 코어(양이온)가 있습니다. 금속 결정체의 구조는 아래에서 더 자세히 논의될 것이다.

분자 결정반 데르 발스 힘 또는 수소 결합에 의해 서로 연결된 분자로 형성됩니다. 더 강한 공유 결합은 분자 내부에서 작용합니다(C는 C 및 C m보다 우선합니다). 분자 결정의 상 변형(용융, 승화, 다형 전이)은 일반적으로 개별 분자의 파괴 없이 발생합니다. 대부분의 분자 결정은 유기 화합물(예: 나프탈렌)의 결정입니다. 분자 결정은 또한 H 2, J 2 유형의 할로겐, N 2, O 2, S g, H 2 O 유형의 이원 화합물, CO 2, N 2 O 4, 유기 금속 화합물 및 일부 복합 화합물과 같은 물질을 형성합니다. 분자 결정에는 단백질(그림 7.2) 및 핵산과 같은 천연 고분자의 결정도 포함됩니다.

위에서 이미 언급했듯이 폴리머는 원칙적으로 분자 결정을 형성하는 물질을 의미합니다. 그러나 고분자의 패킹이 접혀 있거나 원섬유 형태인 경우에는 다음과 같이 말하는 것이 더 정확할 것입니다. 공유 분자 결정(그림 7.3).

쌀. 7.2.

쌀. 7.3.

이는 격자 기간 중 하나를 따라(예: 기간 와 함께폴리에틸렌의 경우 고분자가 접힌 형태로 라멜라를 형성), 강한 화학 물질 (그림 7.3), 주로 공유 결합이 작용합니다. 동시에 두 개의 다른 격자 기간(예: 비그리고 와 함께같은 접힌 폴리에틸렌 결정에서) 이미 분자간 상호 작용의 약한 힘이 작용합니다.

결정의 결합 특성이 변화함에 따라 한 그룹에서 다른 그룹으로 점진적인 전이가 있기 때문에 결정을 이러한 그룹으로 나누는 것은 대체로 임의적입니다. 예를 들어, 금속간 화합물 - 서로 금속의 화합물 - 화학 결합의 금속 성분이 감소하고 공유 및 이온 성분이 증가하여 콜레스테롤이 형성되는 화합물 그룹을 구별할 수 있습니다. 고전적인 원자가에 따라. 이러한 화합물의 예는 금속과 비금속(Mg 2 Si, Mg 2 Ge, Mg 2 Sn, Mg 2 Pb, Mg) 사이의 전이인 주기율표 그룹의 주요 하위 그룹 IV 및 V의 원소를 포함하는 마그네슘 화합물입니다. 3 As 2, Mg 3 Sb 7 , Mg 3 Bi 7), 주요 특징은 일반적으로 다음을 포함합니다.

그들의 이핵 결정 격자는 모 화합물의 동핵 격자와 다릅니다.
연결에서 구성 요소의 간단한 배수 비율은 일반적으로 유지되므로 간단한 공식 A sh B로 구성을 표현할 수 있습니다. , 여기서 A와 B는 해당 요소입니다. 티그리고 피 -소수;
이종핵 화합물은 원래의 화합물과 달리 구조 및 특성의 새로운 품질이 특징입니다.

크리스탈 구조적 요소결정을 형성하는 (이온, 원자핵, 분자)는 서로 다른 방향으로 규칙적으로 배열됩니다(그림 7 라).일반적으로 결정 구조의 공간 이미지는 격자 특성을 포함한 구조 요소의 무게 중심을 점으로 표시하여 개략적으로 표시됩니다(그림 7.45).

거리에 있는 좌표 평면에 평행한 평면 에이, ㄴ, ㄷ서로 결정을 여러 개의 동일하고 평행한 평행 육면체로 나눕니다. 그 중 가장 작은 이름은 기본 세포,그들의 조합은 공간을 형성합니다 크리스탈 격자.평행 육면체의 꼭짓점은 공간 격자의 절점이며, 결정을 구성하는 요소의 무게 중심은 이 절점과 일치합니다.

공간 결정 격자는 결정의 구조를 완전히 설명합니다. 결정 격자의 기본 셀을 설명하기 위해 6개의 양이 사용됩니다. 좌표 축을 따라 가장 가까운 기본 입자까지의 거리와 동일한 3개의 세그먼트 a, b, c,그리고 이들 세그먼트 사이의 세 각도 a, (3, y.

이 양 사이의 비율은 모든 결정이 7개의 시스템으로 분할되는 셀의 모양을 결정합니다(표 7.1).

결정 격자의 단위 셀의 크기는 세그먼트에 의해 추정됩니다. 에이, ㄴ, 에.그들 불리는 격자 기간.격자 주기를 알면 요소의 원자핵 반경을 결정할 수 있습니다. 이 반경은 격자에 있는 입자 사이의 가장 작은 거리의 절반과 같습니다.

격자의 복잡성 정도는 다음과 같이 판단됩니다. 구조 요소의 수,하나의 기본 셀 당. 단순 공간 격자(그림 7.4 참조)에는 항상 셀당 하나의 요소가 있습니다. 각 셀에는 8개의 정점이 있지만

쌀. 7.4. 크리스탈의 원소 배열: ㅏ- 요소의 원자핵 부피가 배치된 이미지; b -기본 셀 및 해당 매개변수의 공간 이미지

표 7.1

결정질 시스템의 특성

상단의 각 요소는 차례로 8개의 셀을 나타냅니다. 따라서 노드에서 각 셀의 몫까지 V 8 볼륨이 있고 셀에 8개의 노드가 있으므로 셀당 하나의 구조 요소가 있습니다.

복잡한 공간 격자에는 항상 셀당 하나 이상의 구조 요소가 있으며, 이는 가장 중요한 순수 금속 화합물에서 가장 일반적입니다(그림 7.5).

다음 금속은 bcc 격자에서 결정화됩니다. Fe a, W, V, Cr, Li, Na, K 등 Fe y, Ni, Co a, Cu, Pb, Pt, Au, Ag 등은 fcc에서 결정화 hcp 격자에서 Mg, Ti a, Co p, Cd, Zn 등이 결정화됩니다.

체계, 기간 및 구조 요소의 수,단위 셀당 결정에서 후자의 위치를 완전히 나타낼 수 있습니다. 어떤 경우에는 기하학적 구조와 요소의 패킹 밀도를 반영하기 때문에 결정 격자의 추가 특성이 사용됩니다.

쌀. 7.5. 결정 격자의 복잡한 기본 세포 유형: ㅏ -숨은 참조; 6 - 간세포암종; 안에- 결정의 용기 입자의 hcp. 이러한 특성은 CF 및 소형 요소입니다.

가장 가까운 등거리 소립자의 수는 다음을 결정합니다. 조정 번호.예를 들어, 단순 입방 격자의 경우 CF는 6(Kb)입니다. 각 원자핵에 대한 체심 입방체(bcc)의 격자에서 그러한 이웃의 수는 8(K8)과 같을 것입니다. 면심 입방 격자(fcc)의 경우 CF 번호는 12(K 12)입니다.

하나의 기본 세포 당 모든 기본 입자의 부피와 기본 세포의 전체 부피의 비율은 다음을 결정합니다. 컴팩트 팩터.단순 3차 격자의 경우 이 계수는 bcc - 0.68 및 fcc - 0.74의 경우 0.52입니다.

시로트킨 R.O. 용액 결정화된 폴리에틸렌의 수율 거동에 대한 형태의 영향: 박사 학위 논문, University of North London. - 2001년 런던.