Yabisi: mali, muundo, wiani na mifano

Mango wito kama vitu ambayo ni uwezo wa kutengeneza mwili na kuwa na kiasi. Wa kimiminika na gesi, ni hujulikana kwa sura zao. yabisi kurejesha sura ya mwili kutokana na ukweli kwamba chembe zao hawawezi kusafiri kwa uhuru. Tofauti katika msongamano zao, ductility, conductivity umeme na rangi. Pia kuwa na mali nyingine. Kwa mfano, wengi wa vitu hivi iliyeyuka wakati joto, kupata maji hali jumla. Baadhi yao wakati moto mara moja gasified (sublimed). Lakini pia kuna wale ambao kuvunja ndani ya dutu nyingine.

Aina ya yabisi

yabisi wote ni kugawanywa katika makundi mawili.

1. Amofasi, ambapo chembe ya mtu binafsi mpangilio nasibu. Kwa maneno mengine, hawana wazi (maalum) muundo. yabisi hizi zinaweza iliyeyuka katika baadhi eda joto muda. ya kawaida ya hizi ni pamoja na kioo na resin.
2. Crystal, ambayo kwa upande imegawanywa katika aina 4: atomic, Masi, ionic, chuma. chembe ziko tu katika mtindo maalum, yaani katika kimiani kioo. jiometri yake katika vitu mbalimbali inaweza kutofautiana sana.

yabisi fuwele kushinda amofasi kwa idadi yao.

Aina ya yabisi fuwele

Katika kivitendo vitu yote imara na muundo wa fuwele. Tofauti katika muundo wao. Katika fuwele yake kimiani nodes vyenye chembe mbalimbali na kemikali. Ni kwa mujibu wa kwao, na got majina yao. Kila aina ina mali maalum kwa ajili yake:

• atomia kioo kimiani chembe imara wanaohusishwa na covalent dhamana. Ni ni wanajulikana kwa nguvu zake. Kutokana na hii, vitu kama na high kiwango uhakika na kiwango. Aina hii ni pamoja na Quartz na almasi.
• Katika kimiani kioo wa dhamana Masi kati ya chembe ni sifa ya udhaifu wake. Nyenzo ya aina hii ni sifa ya urahisi wa kiwango na kiwango. Wao ni sifa kwa hali tete, kutokana na ambayo harufu fulani. yabisi Hizi ni barafu, sukari. Mwendo wa molekuli katika mango wa aina hii ni sifa ya shughuli zao.
• ionic kioo kimiani katika nodes mbadala chembe husika kushtakiwa vyema na vibaya. Wao ni uliofanyika kwa kivutio umeme. Aina hii kimiani ipo katika alkali, chumvi, oksidi za msingi. vitu wengi wa aina hii ni urahisi mumunyifu katika maji. Kutokana na kabisa muungano mkubwa kati ya ioni ni kinzani. Karibu wote ni odorless, kwa sababu kuna sifa ya zisizo tete. Nyenzo na ionic kimiani hawawezi kufanya sasa ya umeme, kama katika muundo wake hakuna elektroni bure. mfano halisi wa ion imara - chumvi. Kama kioo kimiani anatoa ni brittle. Hii ni kutokana na ukweli kwamba yoyote ya mabadiliko yake inaweza kusababisha ion vikosi muasi.
• kimiani chuma kioo tu kemikali ioni sasa katika nodi, chaji chanya. Kati yao kuna ni bure elektroni njia ambayo hupita bora mafuta na nishati ya umeme. Hii ndiyo sababu vyuma yoyote kipengele mbalimbali kama vile conductivity.

dhana ya jumla ya imara

Yabisi na vitu - ni kivitendo kitu kimoja. Sheria hizi inajulikana moja ya majimbo ya 4 ya mkusanyiko. Yabisi na aina imara na tabia ya mwendo mafuta ya atomi. mwisho kufanya oscillations ndogo karibu nafasi msawazo. Tawi la sayansi kushughulika na utafiti wa muundo na muundo wa ndani, inajulikana kama fizikia imara-hali. Kuna maeneo mengine muhimu ya elimu ya kushiriki katika vitu kama. Kubadilisha sura na mvuto wa nje na mwendo wito mechanics ya miili deformable.

Kutokana na tabia tofauti ya yabisi, wao zimetumika katika vifaa mbalimbali ya kiufundi iliyoundwa na mwanadamu. Mara nyingi msingi wa matumizi yao walikuwa mali kama vile ugumu, kiasi, kwa wingi, elasticity, kinamu, brittleness. sayansi ya kisasa inaweza kutumika na sifa nyingine ya yabisi ambayo inaweza kuwa wanaona tu katika maabara.

kioo ni

Fuwele - mwili imara kuwekwa katika baadhi ya chembe utaratibu. Kila kemikali ina muundo wake mwenyewe. atomi ya kuunda tatu dimensionally ya muda stacking aitwaye kimiani. vitu Mango na tofauti ya muundo ulinganifu. hali Mango fuwele ni kuchukuliwa imara, kwa sababu ina kiasi cha chini ya nishati uwezo.

Idadi kubwa ya vifaa imara (asili) ina idadi kubwa ya nasibu oriented nafaka mtu binafsi (crystallites). vitu kama hizi zinaitwa polycrystalline. Hizi ni pamoja na aloi ya kiufundi na vyuma, pamoja na mengi ya miamba. Monocrystalline kuitwa asili au synthetic fuwele moja.

Katika zaidi kama miili imara hutengenezwa kutoka hali ya awamu ya kioevu, kuwasilishwa kwa kuyeyuka au ufumbuzi. Wakati mwingine, ni inayotokana na hali ya gesi. Mchakato huu unaitwa crystallization. Shukrani kwa maendeleo ya kisayansi na kiufundi ya utaratibu kilimo (awali) ya vitu mbalimbali zinazozalishwa kwa kiwango viwanda. Zaidi ya fuwele ina sura ya asili ya polihedron kwa mara. ukubwa wao kutofautiana sana. Kwa mfano, asili Quartz (rock kioo) inaweza kuwa na uzito wa mamia ya kilo, na almasi - hadi gramu kadhaa.

Katika yabisi amofasi, atomi ni katika oscillation ya mara kwa mara juu ya hoja hizo nasibu iko. Wao kuhifadhi baadhi ili masafa mafupi, lakini hakuna muda mrefu mbalimbali. Hii ni kutokana na ukweli kwamba molekuli yao mpangilio katika umbali ambayo yanaweza ikilinganishwa na ukubwa wao. ya kawaida katika maisha mfano wetu wa hii ni imara kioo serikali. vifaa Amofasi mara nyingi kuonekana kama maji na mnato kubwa na kubwa. wakati wa crystallization wakati mwingine kubwa kwamba si umeonyesha.

Hiyo mali juu ya dutu hizi kuwafanya kipekee. yabisi Amofasi wanaochukuliwa msimamo kwa sababu baada ya muda anaweza kwenda katika hali ya fuwele.

Molekuli, atomi, ambayo inajumuisha imara packed na uzito juu. Wao kivitendo kudumisha nafasi zinazohusiana yao kuhusiana na chembe nyingine na ni uliofanyika pamoja na mwingiliano intermolecular. umbali kati ya molekuli za imara katika pande mbalimbali inaitwa kioo kimiani parameter. muundo wa dutu na ulinganifu wake kufafanua wingi wa mali kama vile elektroni bendi, cleavage na optics. Iwapo kuna imara vikosi vya kutosha kubwa, sifa hizi inaweza kuwa zaidi au chini zimekiukwa. Wakati hii imara amenable mabaki deformation.

atomi ya miili imara bembea, ambayo ni kutokana na milki ya nishati ya joto. Kwa kuwa wao ni kidogo, wanaweza tu kuzingatiwa katika hali ya maabara. Muundo wa molekuli wa yabisi kiasi kikubwa kuathiri mali yake.

utafiti wa yabisi

Mali tabia za vifaa hivi, ubora na chembe zao mwendo alisoma kifungu cha mbalimbali ya fizikia hali ngumu.

Kwa ajili ya utafiti kutumika: radio spectroscopy, uchambuzi wa miundo kutumia eksirei na njia nyingine. Hivyo kujifunza mitambo, kimwili na mali mafuta ya yabisi. ugumu, dhiki ya upinzani, tensile nguvu, awamu mabadiliko anasoma vya ujenzi. Ni kwa kiasi kikubwa unalingana na fizikia ya yabisi. Kuna mwingine wa kisasa wa sayansi muhimu. Kujifunza zilizopo na synthesizing vitu mpya uliofanyika kemia hali ngumu.

makala yabisi

Tabia mwendo nje elektroni imara chembe huamua wengi wa sifa zake, kwa mfano, umeme. Kuna 5 madarasa ya miili hiyo. Wao ni kuweka kulingana na aina ya atomi:

• Ionic, tabia ya msingi ambayo ni ya nguvu ya kivutio umeme. makala yake: tafakari na ngozi ya mwanga katika eneo infrared. Katika joto ya chini, dhamana ionic ni sifa ya conductivity za umeme. Mfano wa vile vifaa ni sodium chumvi ya asidi hidrokloriki (NaCl).
• Covalent kufanyika kwa gharama ya jozi elektroni, ambayo ni mali ya atomi zote mbili. kiungo hiyo imegawanywa katika: moja (moja), mbili na tatu. majina haya yanaonyesha kuwepo kwa elektroni jozi (1, 2, 3). Mbili na tatu vifungo zinaitwa vigawe. Kuna mgawanyiko mwingine wa kikundi. Hivyo, kulingana na elektroni wiani usambazaji wa wametengwa polar na nonpolar dhamana. kwanza ni sumu kwa chembe mbalimbali, na ya pili - sawa. Kama hali ngumu ya suala hilo, mfano haya - almasi (C) na silicon (Si), sifa na wiani yake. fuwele wengi imara ni tu covalent dhamana.
• Chuma sumu kwa kuchanganya Valence elektroni ya atomi. Matokeo yake, kuna jumla ya elektroni wingu ambayo ni makazi yao chini ya ushawishi wa voltage umeme. Chuma dhamana ni sumu wakati bonding atomi mrefu. Kwamba wanaweza kuchangia elektroni. vyuma wengi, misombo tata wa dhamana hii ni sumu hali ngumu ya suala hilo. Mifano: sodiamu, bari, alumini, shaba, dhahabu. misombo Mashirika yasiyo ya metali ni: AlCr _2, Ca ₂ Cu, Cu ₅ Zn _8. Nyenzo na bonding ya chuma (vyuma) ni tofauti katika mali ya kimwili. Wanaweza kuwa maji (Hg), laini (Na, K), ngumu sana (W, Nb).
• Masi zinazotokana fuwele kwamba ni sumu ya molekuli tofauti ya suala hilo. Ni sifa kwa pengo kati ya molekuli na zero elektroni wiani. Nguvu kuunganisha atomi katika fuwele haya ni makubwa. Wakati molekuli moja wao ni kuwavutia kila mmoja dhaifu tu intermolecular mvuto. Hii ndiyo sababu uhusiano kati ya hao kwa urahisi kuharibiwa na joto. uhusiano kati ya atomi kuanguka vigumu zaidi. Masi dhamana imegawanywa katika maelekezo, utawanyiko na mafunzo. Mfano wa vile dutu imara ni methane.
• Hidrojeni, ambayo hutokea kati ya chembe chanya polarized au molekuli zake na hasi polarized ndogo chembe ya molekuli au sehemu nyingine. Mahusiano haya yanaweza kuhusishwa barafu.

mali yabisi

Tunajua nini leo? Wanasayansi kwa muda mrefu wamekuwa kusoma ya vitu vyenye hali ngumu. Iwapo kuna joto na kuibadilisha. mpito wa maji mwili inaitwa kiwango. mabadiliko ya imara kwa hali ya gesi inaitwa usablimishaji. Pamoja na kupunguza joto hutokea Mango crystallization. Baadhi ya vitu chini ya ushawishi wa baridi kuhamishiwa awamu amofasi. Mchakato huu unaitwa vitrification wanasayansi.

Katika mabadiliko ya awamu mabadiliko muundo wa ndani ya yabisi. kuagiza juu kinakuwa joto ni dari. Katika shinikizo anga na joto T> 0 K dutu yoyote zilizopo katika asili, kuimarisha. Tu helium, crystallization ya ambayo ni muhimu kwa shinikizo la 24 atm, ukiondoa utawala huu.

hali Mango anatoa ni tabia tofauti kimwili. Wao kueleza tabia maalum ya miili chini ya ushawishi wa baadhi ya mashamba na vikosi. Mali hizi ni kugawanywa katika makundi. 3 Tenga yatokanayo njia sambamba na aina tatu za nguvu (mitambo, mafuta, umeme). Kwa hiyo zipo makundi matatu ya tabia za kimaumbile ya yabisi:

• Mitambo mali kuhusiana na dhiki na deformation ya miili. Kwa mujibu wa vigezo hivi, yabisi zimegawanywa katika elastic, rheological, nguvu na teknolojia. wengine ni mwili anakuwa na sura yake, lakini inaweza kubadilishwa na nguvu za nje. Katika kesi hii inaweza kuwa ni ya deformation plastiki (kuona awali si alirudi), elastic (anarudi kwa sura ya awali) au uharibifu (wakati kizingiti fulani itaharibikia / mapumziko). Tathmini juhudi hizi kuelezea moduli elastic. Mango si tu kuyapinga compression, kukaza, lakini pia mabadiliko, wakasokota na bending. rigid mwili nguvu ya kupinga wito wa mali yake kuharibiwa.
• Thermal wazi chini ya ushawishi wa mashamba joto la mwili. Moja ya muhimu zaidi mali - hatua ya kiwango, ambapo mwili waongofu na hali ya uoevu. Ni kuzingatiwa katika yabisi fuwele. Miili Amofasi wamiliki fiche joto ya fusion, kama mpito yao ya hali ya kioevu wakati joto ni alimfufua hatua kwa hatua. Anapofikisha fulani joto mwili amofasi unapoteza elasticity yake na kuwa kinamu. hali hii ina maana mafanikio ya kioo cha mpito yao joto. Wakati joto hutokea rigid mwili deformation. Aidha, mara nyingi kupanuka. Quantitatively, hali hii ni sifa ya sababu fulani. Joto la mwili huathiri tabia ya mitambo kama vile flowability, kinamu, uimara na nguvu.
• Sumakuumeme kuhusishwa na yatokanayo na microparticles imara mtiririko na mawimbi sumakuumeme ya rigidity juu. Hizi ni pamoja na muda wa majaribio na mali ununurishi.

muundo wa bendi ya

yabisi ziliainishwa na kile kinachoitwa muundo bendi. Hivyo, kati yao ni tofauti:

• Makondakta, sifa kwa kuwa conductivity na Valence bendi yanaingiliana. Hivyo elektroni unaweza kuendelea baina yao, hutoa nishati ndogo. Kwa makondakta ni vyuma yote. Wakati sasa umeme ni sumu kwa vile uwezo tofauti mwili (kutokana na uhuru wa kusafiri kwa elektroni kati ya pointi na chini na uwezo juu).
• Dielectrics, ambayo maeneo si yanaingiliana. muda baina yao ni kubwa kuliko 4 eV. Kufanya elektroni kutoka Valence kuhitaji kubwa ya nishati upitishaji bendi. Shukrani kwa mali hizi dielectrics karibu zisizo conductive.
• Halvledare, na sifa ya kukosekana kwa upitishaji na valence bendi. muda baina yao ni ndogo kuliko 4 eV. Ajili ya uhamisho wa elektroni kutoka Valence kwa upitishaji wa bendi inahitaji chini ya nishati ya dielectrics. Pure (unalloyed na eigenfunctions) halvledare hafifu ya sasa kupita.

Masi mwendo katika mango kusababisha mali zao sumakuumeme.

mali nyingine

Yabisi ni kugawanywa na mali zao magnetic. Kuna makundi matatu:

• mali diamagnetic ambayo hutegemea kidogo na joto au hali ya mkusanyiko.
• Paramagnetic, kutokana na mwelekeo wa elektroni upitishaji na wakati magnetic chembe. Kulingana Curie upungufu itapungua kama joto. Hivyo, katika 300 K ni 10 ^-5.
• mwili magnetic na muundo awali kuwa ili muda mrefu mbalimbali ya atomi. Katika nodes kimiani ni mara kwa mara mpangilio chembe na wakati magnetic. Hizi yabisi na vitu mara nyingi hutumika katika nyanja mbalimbali za shughuli za binadamu.

Dutu ngumu katika asili

Ni nini? yabisi msongamano kwa kiasi kikubwa kuamua ugumu wao. Katika miaka ya karibuni, wanasayansi wamegundua vifaa kadhaa ambayo wanadai kuwa "muda mrefu zaidi mwili." Wengi imara - ni fullerite (molekuli kioo na fullerene), ambayo ni kuhusu mara 1.5 mgumu zaidi ya almasi. Kwa bahati mbaya, ni sasa inapatikana tu kwa kiasi kidogo sana.

Hadi sasa, dutu ngumu, ambayo baadaye inaweza kutumika katika sekta ya - lonsdalite (hexagonal almasi). Yeye ni 58% mgumu zaidi ya almasi. Lonsdalite - allotropic urekebishaji wa kaboni. kioo yake kimiani ni sawa na almasi. Lonsdaleite seli ina 4 atomi, lakini almasi - 8. Ya fuwele kawaida hutumiwa leo ni almasi ngumu zaidi.