Τι είναι ένα άμορφο στερεό;

Ένα άμορφο στερεό είναι οποιοδήποτε υλικό που δεν έχει τα μόρια του διατεταγμένα σε πλέγμα ή κρυσταλλική δομή.Τα άμορφα στερεά είναι σχετικά σπάνια, που αποτελούν μόνο το 10 % των στερεών στον κόσμο.Το πιο γνωστό παράδειγμα ενός άμορφου στερεού είναι το γυαλί, και στην πραγματικότητα, αυτά τα στερεά είναι μερικές φορές γενικά ονομάζονται γυαλιά.

Οι τρεις καταστάσεις της ύλης mdash;στερεά, υγρά και αέριο mdash.συμβαίνουν λόγω των ποικίλων βαθμών κίνησης των μορίων που αποτελούν τις ουσίες.Τα μόρια και τα άτομα στα αέρια έχουν ένα ευρύ φάσμα κίνησης, εξαπλώνεται επειδή τα μόρια συνδέονται ασθενώς μαζί.Τα υγρά έχουν ένα πιο περιορισμένο εύρος κίνησης, όμως τα μόρια τους εξακολουθούν να κινούνται ελεύθερα μέσα σε αυτά τα όρια, αλλάζοντας τη θέση.Αυτή η ελευθερία είναι αυτό που δίνει στα υγρά την έλλειψη μόνιμου σχήματος τους.

Τα μόρια στα στερεά, από την άλλη πλευρά, συνδέονται μαζί με την πραγματική ελευθερία κίνησης.Τα μόρια εξακολουθούν να μετατοπίζονται, ωστόσο, ταλαντεύονται στους δεσμούς τους.Η ταλαντευόμενη κίνηση είναι αυτό που επιτρέπει στα στερεά να ζεσταθούν.Όσο ταχύτερα τα μόρια ανακινούν στους δεσμούς τους, τόσο πιο ζεστό παίρνει το αντικείμενο.Αυτό το διαταγμένο μοτίβο επαναλαμβάνεται ακριβώς καθ 'όλη τη διάρκεια της δομής, δημιουργώντας ένα πλέγμα μορίων.Αντίθετα, ένα άμορφο στερεό μπορεί να έχει ένα επαναλαμβανόμενο μοτίβο για μικρά τμήματα του μακιγιάζ του, αλλά όχι για το σύνολό του.

Τα άμορφα στερεά μπορούν να γίνουν φυσικά ή ανθρωπογενή.Η αστραπιαία άμμο θα προκαλέσει φυσικά το γυαλί στο σημείο απεργίας του.Το εμπορικό γυαλί, ωστόσο, είναι ανθρωπογενές, χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που δημιουργεί τις ίδιες συνθήκες με τον αστραπή, αλλά σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον.Εκτός από το γυαλί, ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα άμορφα στερεά είναι πλαστικό.Το πλαστικό είναι κατασκευασμένο από πολυμερή, μακρά χορδές μορίων που είναι σκόπιμα αλυσοδεμένα.Για παράδειγμα, το γυαλί είναι κατασκευασμένο από άμμο χαλαζία, κρυσταλλικό στερεό.Η άμμος θερμαίνεται σε ακραίες θερμοκρασίες, οι οποίες την λιώνει αποτελεσματικά, και στη συνέχεια ψύχονται γρήγορα ή υπερψυγμένα, έτσι ώστε τα μόρια να μην έχουν χρόνο να κανονιστούν πίσω σε μια μορφή πλέγματος.Αυτή η υπερψύθμιση έχει ως αποτέλεσμα μια μοριακή διάταξη του γυαλιού παρόμοια με το αν κάποιος είχε πάρει ένα στιγμιότυπο του υγρού.

Δεδομένου ότι οι δομές των άμορφων στερεών φαίνονται παρόμοιες με τα υγρά, μερικές φορές ονομάζονται υπερψυσμένα υγρά.Αυτή η ομοιότητα είναι επίσης ο λόγος για τον οποίο ο μύθος ανέπτυξε ότι το γυαλί είναι στην πραγματικότητα ένα αργά μεταβαλλόμενο υγρό.Επιπλέον, σε αντίθεση με ένα κρυσταλλικό στερεό, ένα άμορφο στερεό δεν υγροποιείται αμέσως όταν εκτίθεται σε θερμότητα, αλλά αντ 'αυτού αυξάνεται όλο και πιο μαλακό.