- Struktur av amorfe faste stoffer
- Egenskaper
- Forberedelse
- Eksempler på amorfe faste stoffer
- Mineraler og plast
- Biologisk vev
- Briller
- Karbon og metaller
- referanser
De amorfe faste stoffene er de uten lang rekkefølge. De er motsatt av det som er kjent som et krystallinsk fast stoff. Partiklene knytter seg sammen på en uordnet måte, ligner på væsker, men med nok kraft til å samles sammen til en solid struktur.
Denne amorfe karakteren er mer vanlig enn du kanskje tror; det er faktisk en av de mulige statene som kondensert materie kan vedta. Med dette forstås det at enhver forbindelse som er i stand til å størkne og derfor krystallisere, også kan agglomerere på en uordentlig måte hvis de eksperimentelle forholdene tillater det.
Bomullsgodteri er et eksempel på et amorft fast stoff. Kilde: Pixabay.
Ovennevnte gjelder vanligvis for rene stoffer, enten elementer eller forbindelser. Men det er også gyldig når det gjelder blandinger. Mange faste blandinger er amorfe, for eksempel bomullsgodteri, sjokolade, majones eller potetmos.
At et faststoff er amorft, gjør det ikke mindre verdifullt enn et krystallinsk. Strukturell forstyrrelse gir den noen ganger unike egenskaper som den ikke ville ha i en krystallinsk tilstand. For eksempel er amorf silisium foretrukket i krystallinsk industri for visse småskala anvendelser.
Struktur av amorfe faste stoffer
Forskjell mellom en krystallinsk struktur og en amorf struktur. Kilde: Gabriel Bolívar.
Strukturen til et amorft faststoff er rotete; det mangler periodisitet eller strukturelt mønster. Bildet over illustrerer dette poenget. A tilsvarer et krystallinsk fast stoff, mens B representerer et amorft faststoff. Legg merke til at i B er de lilla rhombusene ordnet vilkårlig, selv om både i A og B eksisterer samme type interaksjoner.
Hvis du også ser på B, vil du se at det er mellomrom som ser ut til å være tomme; det vil si at strukturen har mangler eller uregelmessigheter. Derfor skyldes en del av den mikroskopiske eller indre forstyrrelsen i et amorft faststoff at partiklene blir "anordnet" på en slik måte at den resulterende struktur har mange mangler.
Først ble nevnt omfanget i bestillingsgraden av amorfe faste stoffer. I B er det bare et par rhombuses som ser ut til å være pent på linje. Det kan være bestilte regioner; men bare på nært hold.
Et amorft faststoff sies da å være sammensatt av umålelige små krystaller av forskjellige strukturer. Summen av alle disse strukturene ender med å bli labyrint og meningsløs: den globale strukturen blir amorf, sammensatt av uendelige krystallinske blokker spredt overalt.
Egenskaper
Egenskapene til et amorft fast stoff varierer avhengig av arten av dets bestanddeler. Imidlertid er det visse generelle kjennetegn som kan nevnes. Amorfe faste stoffer kan være glassige når de presenterer lignende aspekter som krystaller; eller gelatinøs, harpiksaktig eller støvete.
Siden strukturene deres er forstyrrede, genererer de ikke pålitelige røntgendiffraksjonsspektre. På samme måte er smeltepunktene ikke nøyaktige, men dekker heller et utvalg av verdier.
For eksempel kan smeltepunktet for et amorft faststoff variere fra 20 til 60 ° C. I mellomtiden smelter krystallinske faste stoffer ved en spesifikk temperatur, eller i et smalt område hvis de inneholder mange urenheter.
Et annet kjennetegn ved amorfe faste stoffer er at når de brytes eller brudd, har de ikke opprinnelse av geometriske fragmenter med flate ansikter, men uregelmessige fragmenter med buede ansikter. Når de ikke er glassaktig, fremstår de som støvete og ugjennomsiktige kropper.
Forberedelse
Mer enn et amorft fast stoff, bør dette konseptet behandles som en 'amorf tilstand'. Alle forbindelser (ioniske, molekylære, polymere, metalliske, etc.) er i stand til å danne amorfe og ikke-krystallinske faste stoffer, opp til et bestemt punkt, og hvis eksperimentelle forhold tillater det.
For eksempel oppnås for eksempel organiske synteser faste forbindelser som pulverformige masser. Innholdet av urenheter er så høyt at de påvirker dens molekylære orden på lang sikt. Det er grunnen til at når produktet rekrystalliseres om og om igjen, blir det faste stoffet mer og mer krystallinsk; den mister sin amorfe karakter.
Dette betyr imidlertid ikke at amorfe faste stoffer nødvendigvis er urene materialer; flere av dem er amorfe av sin egen kjemiske natur.
Et rent stoff kan stivne amorft hvis væsken plutselig avkjøles, på en slik måte at partiklene ikke krystalliserer, men i stedet bruker en glassaktig konfigurasjon. Avkjølingen er så rask at partiklene ikke har nok tid til å imøtekomme de krystallinske blokkene som knapt klarer å "bli født".
Vann er for eksempel i stand til å eksistere i en glassaktig, amorf tilstand, og ikke bare som is.
Eksempler på amorfe faste stoffer
Mineraler og plast
Obsidian er et av få amorfe mineraler som er kjent. Kilde: Pixabay.
Så godt som hvilket som helst krystallinsk materiale kan tilpasse seg en amorf form (og omvendt). Dette skjer med noen mineraler, som av geokjemiske årsaker ikke formelt kunne etablere sine konvensjonelle krystaller. Andre, derimot, danner ikke krystaller, men glass; slik er tilfellet med obsidian.
På den annen side pleier polymerer å stivne amorf, siden molekylene deres er for store til å definere en ordnet struktur. Det er her harpiks, gummi, polystyrenskum (anime), plast, Teflon, Bakelite, kommer inn.
Biologisk vev
Biologiske faste stoffer er stort sett amorfe, for eksempel: organvev, hud, hår, hornhinne, etc. På samme måte danner fett og proteiner amorfe masser; Imidlertid kan de med riktig forberedelse krystallisere (DNA-krystaller, proteiner, fett).
Briller
Glass, et amorft fast stoff
Selv om det har blitt liggende nesten sist, er det mest representative amorfe faste stoffet langt på vei selve glasset. Sammensetningen er hovedsakelig den samme som for kvarts: SiO 2 . Både kvartskrystall og glass er tredimensjonale kovalente nettverk; bare at glassgitteret er rotete, med Si-O-bindinger i forskjellige lengder.
Metallisk glassprøve
Glass er det typiske amorfe faste stoffet, og materialer som får et lignende utseende sies å ha en glassaktig tilstand.
Karbon og metaller
Vi har amorft karbon, aktivert karbon er en av de viktigste for dens absorberende kapasiteter. Det er også amorf silisium og germanium, med elektroniske applikasjoner der de fungerer som halvledere.
Og til slutt er det amorfe legeringer som ikke etablerer en krystallinsk struktur på grunn av forskjellen mellom metallatomer.
referanser
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi (8. utg.). CENGAGE Læring.
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
- Rachel Bernstein & Anthony Carpi. (2020). Egenskaper til faste stoffer. Gjenopprettet fra: visionlearning.com
- Wikipedia. (2020). Amorf fast stoff. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
- Richard Zallen, Ronald Walter Douglas m.fl. (31. juli 2019). Amorf fast stoff. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra: britannica.com
- Elsevier BV (2020). Amorf solid. Science. Gjenopprettet fra: sciencedirect.com
- Danielle Reid. (2020). Amorf fast stoff: Definisjon og eksempler. Studere. Gjenopprettet fra: study.com
- Rubiks terningkunstverk. (2008). Hva er et amorft materiale? Gjenopprettet fra: web.physics.ucsb.edu