Аморфные тела. Характеристики

Видео: 14.12 Кристаллические и аморфные тела

Термин «аморфное» переводится с греческого буквально как «не вид», «не форма». Такие вещества не обладают кристаллической структурой, они не подвергаются расщеплению с формированием кристаллических граней. Как правило, аморфное тело изотропно, то есть его физические свойства не зависят от направления внешнего воздействия.

К аморфным веществам относят стекла (вулканические и искусственные), клеи, смолы и т. д. Твердотельным состоянием аморфного тела считается стекло. Таким образом, вещества могут пребывать в стеклообразном состоянии под воздействием пониженных температур. Под влиянием температур повышенных они переходят в состояние расплава. Вязкость аморфных веществ зависит от температуры: чем она выше, тем ниже будет этот показатель.

Свойства аморфных тел позволяют поставить их на промежуточное место между жидкостями и кристаллами. В связи с этим их сложно однозначно назвать твердыми.

Плавление аморфных тел – одна из основных характеристик этих веществ. Можно провести опыт. Для него потребуется стеариновая свеча, пластилин и искусственный источник тепла (обогреватель). И свечу, и пластилин помещают на равном расстоянии от обогревателя. Спустя некоторое время начнет происходить плавление части свечи. При этом пластилин лишь станет мягче. Еще через некоторое время свеча расплавится полностью. Пластилин же станет совсем мягким.

Существуют и другие, подобные стеарину, вещества – например, металлы. При нагревании они не размягчаются, а плавятся. В этом процессе можно всегда наблюдать как еще твердую, так и уже жидкую часть вещества. Эти тела относятся к кристаллическим.

Существуют и вещества, которые, нагреваясь, размягчаются постепенно и становятся более текучими. В этих случаях указать температуру, при которой они размягчаются, невозможно. Это – аморфные тела. Они обладают текучестью даже под воздействием невысоких температур. Это можно подтвердить опытом.

В стеклянную воронку следует положить кусок смолы и оставить его при комнатной температуре. Спустя несколько недель будет видно, что смола не только приняла форму воронки, но и начала вытекать из нее подобно струе. Данным опытом подтверждается, что аморфные тела ведут себя как очень вязкие и густые жидкости.

Видео: Лекция. Атомно-кристаллическое строение вещества. Кристаллизация.

При изучении их с помощью рентгеновских лучей и электронного микроскопа установлено, что в этих веществах частицы располагаются не в строгом порядке. Кристаллам свойственен, например, так называемый дальний порядок, по которому осуществляется расстановка частиц. Аморфные тела отличаются ближним порядком расположения. Это обозначает, что некоторая степень упорядоченности в расположении сохраняется только вблизи каждой отдельной частицы.

Установлено, что в этих веществах (как, собственно, и в прочих) частицы колеблются беспорядочно и непрерывно. Однако в аморфных телах они могут перескакивать с одного места на другое. Этому способствует и неодинаково плотное расположение частиц в аморфных веществах – имеют место и относительно большие промежутки. Но эти расстояния не являются "вакантными", как, например, в кристаллических веществах.

В течение определенного промежутка времени (месяцев, недель, дней) отдельные аморфные тела могут самопроизвольно переходить в кристаллическое состояние. Так, например, можно наблюдать, как мед или сахарный леденец спустя некоторое время теряют прозрачность. В таких случаях обычно говорят, что продукты «засахарились». При этом, зачерпнув засахарившийся мед ложкой или разломив леденец, можно действительно наблюдать сформировавшиеся кристаллики сахара, которые ранее существовали в аморфном виде.

Такая самопроизвольная кристаллизация веществ указывает на разную степень устойчивости состояний. Таким образом, аморфное тело менее устойчиво.