MGA AMPHOUS SOLIDS: ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang mga amorphous solids ay ang mga walang utos na mahaba ang istraktura. Ang mga ito ay kabaligtaran ng kung ano ang kilala bilang isang crystalline solid. Ang mga partikulo nito ay nakakaugnay sa isang nakagagambalang paraan, na katulad ng mga likido, ngunit may sapat na puwersa upang mag-coalesce sa isang solidong istraktura.

Ang amorphous character na ito ay mas karaniwan kaysa sa maaari mong isipin; sa katunayan ito ang isa sa mga posibleng estado na maaaring magpatibay ng kondensiyal na bagay. Sa pamamagitan nito nauunawaan na ang anumang tambalan na may kakayahang solidify at, samakatuwid, crystallizing, ay maaari ring magpalaki sa isang hindi nakagawalang paraan kung pinahihintulutan ito ng mga pang-eksperimentong kondisyon.

Ang cotton candy ay isang halimbawa ng isang amorphous solid. Pinagmulan: Pixabay.

Ang sinabi sa itaas ay karaniwang nalalapat sa mga purong sangkap, maging ang mga elemento o compound. Ngunit may bisa din ito sa kaso ng mga mixtures. Maraming mga solidong mixture ay amorphous, tulad ng cotton candy, tsokolate, mayonesa, o mga patatas na nilagyan ng patatas.

Ang katotohanan na ang isang solid ay amorphous ay hindi ginagawang mas mahalaga kaysa sa isang kristal. Minsan pinapayagan ito ng estrukturang karamdaman sa mga natatanging katangian na hindi ito maipakita sa isang mala-kristal na kondisyon. Halimbawa, sa industriya ng photovoltaic na amorphous silikon ay ginustong sa mala-kristal para sa ilang mga maliliit na aplikasyon.

Istraktura ng mga amorphous solids

Pagkakaiba sa pagitan ng isang mala-kristal na istraktura at isang amorphous na istraktura. Pinagmulan: Gabriel Bolívar.

Ang istraktura ng isang amorphous solid ay magulo; kulang ito sa panuntunan o pattern ng istruktura. Ang imahe sa itaas ay naglalarawan ng puntong ito. Ang isang tumutugma sa isang kristal na solid, habang ang B ay kumakatawan sa isang amorphous solid. Tandaan na sa B ang mga lila na lila ay inayos nang arbitraryo, kahit na pareho sa A at B ang parehong uri ng mga pakikipag-ugnay.

Kung titingnan mo rin ang B, makikita mo na may mga puwang na tila walang laman; iyon ay, ang istraktura ay may mga depekto o iregularidad. Samakatuwid, ang bahagi ng mikroskopiko o panloob na karamdaman ng isang amorphous solid ay dahil sa mga particle na ito ay "inayos" sa isang paraan na ang nagreresultang istraktura ay may maraming mga pagkadilim.

Sa unang pagbanggit ay ginawa ng saklaw sa pagkakasunud-sunod na antas ng mga amorphous solids. Sa B mayroon lamang ilang mga rhombus na lumilitaw na maayos na nakahanay. Maaaring may iniutos na mga rehiyon; ngunit sa malapit lang.

Ang isang amorphous solid ay sinabi na binubuo ng mga hindi mababagong maliliit na kristal ng iba't ibang mga istraktura. Ang kabuuan ng lahat ng mga istrukturang ito ay nagtatapos sa pagiging labyrinthine at walang kahulugan: ang pandaigdigang istraktura ay nagiging amorphous, na binubuo ng walang katapusang mga bloke ng kristal na nakakalat sa lahat ng dako.

Ari-arian

Ang mga pag-aari ng isang amorphous solid ay nag-iiba depende sa likas na katangian ng mga nasasakupang partikulo nito. Gayunpaman, may ilang mga pangkalahatang katangian na maaaring mabanggit. Ang mga magagaling na solido ay maaaring maging masigla, kapag ipinakita nila ang mga katulad na aspeto sa mga kristal; o gelatinous, dagta, o maalikabok.

Dahil ang kanilang mga istraktura ay nagkakaugnay, hindi sila bumubuo ng maaasahang X-ray diffraction spectra.Gayon din, ang kanilang mga punto ng natutunaw ay hindi tumpak, ngunit sa halip ay sumasaklaw sa isang hanay ng mga halaga.

Halimbawa, ang natutunaw na punto para sa isang amorphous solid ay maaaring saklaw mula 20 hanggang 60 ° C. Samantala, ang mga mala-kristal na solido ay natutunaw sa isang tukoy na temperatura, o sa isang makitid na saklaw kung naglalaman sila ng maraming mga impurities.

Ang isa pang katangian ng mga amorphous solids ay na kapag nasira o bali ang mga ito, hindi sila nagmula sa mga geometric fragment na may mga flat na mukha, ngunit hindi regular na mga fragment na may mga hubog na mukha. Kapag hindi sila masigla, lumilitaw ang mga ito bilang maalikabok at malulubog na mga katawan.

Paghahanda

Higit sa isang amorphous solid, ang konsepto na ito ay dapat tratuhin bilang isang 'amorphous state'. Ang lahat ng mga compound (ionic, molekular, polimeriko, metal, atbp.) Ay may kakayahang, hanggang sa isang tiyak na punto, at kung pinahihintulutan ng mga eksperimentong kondisyon, na bumubuo ng mga amorphous at non-crystalline solids.

Halimbawa, sa mga organikong syntheses solid compound ay una na nakuha bilang pulbos na masa. Ang nilalaman ng mga impurities ay napakataas na nakakaapekto sa pagkakasunud-sunod ng molekula nito sa katagalan. Iyon ang dahilan kung bakit paulit-ulit na nagreresulta ang produkto, ang solid ay nagiging mas kristal; nawawalan ito ng amorphous character.

Hindi ito nangangahulugang gayunpaman na ang mga amorphous solids ay kinakailangang marumi na mga materyales; marami sa kanila ay amorphous sa pamamagitan ng kanilang sariling likas na kemikal.

Ang isang dalisay na sangkap ay maaaring magpapatibay ng amorphously kung ang likido nito ay biglang pinalamig, sa isang paraan na ang mga particle nito ay hindi nag-crystallize, ngunit gumamit ng isang glassy na pagsasaayos. Ang paglamig ay napakabilis na ang mga particle ay walang sapat na oras upang mapaunlakan ang mga bloke ng mala-kristal na bahagyang namamahala upang "maipanganak".

Halimbawa, ang tubig ay may kakayahang umiiral sa isang malaswang, amorphous state, at hindi tulad ng yelo.

Mga halimbawa ng mga amorphous solids

Mga mineral at plastik

Ang Obsidian ay isa sa ilang mga mineral na amorphous na kilala. Pinagmulan: Pixabay.

Halos ang anumang materyal na mala-kristal ay maaaring umayon sa isang form na amorphous (at kabaliktaran). Nangyayari ito sa ilang mga mineral, na para sa mga geochemical na dahilan ay hindi pormal na maitaguyod ang kanilang maginoo na mga kristal. Ang iba pa, sa kabilang banda, ay hindi bumubuo ng mga kristal ngunit baso; ganito ang kaso sa obsidian.

Sa kabilang banda, ang mga polimer ay may posibilidad na palakasin ang amorphously, dahil ang kanilang mga molekula ay napakalaking upang tukuyin ang isang iniutos na istraktura. Narito ang mga resins, rubbers, polystyrene foam (anime), plastik, Teflon, Bakelite, bukod sa iba pa.

Biological tissue

Ang mga biyolohikal na solido ay kadalasang may amorphous, tulad ng: organ tissue, balat, buhok, kornea, atbp. Gayundin, ang taba at protina ay bumubuo ng mga amorphous masa; Gayunpaman, sa wastong paghahanda, maaari silang mag-kristal (mga kristal ng DNA, protina, taba).

Mga Salamin

Salamin, isang amorphous solid

Kahit na ito ay naiwan sa halos huli, ang pinaka-kinatawan na amorphous solid ay sa malayo mismo ang baso. Ang komposisyon nito ay mahalagang kapareho ng sa kuwarts: SiO ₂ . Ang parehong quartz crystal at baso ay tatlong-dimensional na mga network ng covalent; lamang na ang salaming lattice ay magulo, na may Si-O na mga bono ng iba't ibang haba.

Metallic glass sample

Ang baso ay ang quintessential amorphous solid, at ang mga materyales na kumukuha ng isang katulad na hitsura ay sinasabing mayroong isang glassy state.

Carbon at metal

Mayroon kaming amorphous carbon, na-activate ang carbon na isa sa pinakamahalaga para sa mga sumisipsip na kapasidad nito. Gayundin, mayroong amorphous silikon at germanium, na may mga elektronikong aplikasyon kung saan kumikilos sila bilang semiconductors.

At sa wakas, may mga amorphous alloys, na dahil sa pagkakaiba-iba ng kanilang mga conformant metal atoms ay hindi nagtatag ng isang istraktura ng mala-kristal.

Mga Sanggunian

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemistry (Ika-8 ed.). CENGAGE Pag-aaral.
2. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
3. Rachel Bernstein at Anthony Carpi. (2020). Mga Katangian ng Solid. Nabawi mula sa: visionlearning.com
4. Wikipedia. (2020). Malakas na solid. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
5. Richard Zallen, Ronald Walter Douglas at Iba pa. (Hulyo 31, 2019). Malakas na solid. Encyclopædia Britannica. Nabawi mula sa: britannica.com
6. Elsevier BV (2020). Amorphous Solid. ScienceDirect. Nabawi mula sa: sciencedirect.com
7. Danielle Reid. (2020). Amorphous Solid: Kahulugan at Mga Halimbawa. Pag-aaral. Nabawi mula sa: study.com
8. Likhang sining ng Rubik. (2008). Ano ang isang amorphous material? Nabawi mula sa: web.physics.ucsb.edu