ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аморфное и кристаллическое состояния. Полиморфизм из "Физическая и коллоидная химия" В отличие от газообразного состояния твердые вещества характеризуются высокой степенью упорядоченности. Силы взаимодействия между частицами, слагающими твердое вещество (атомы, ионы, молекулы), велики, и благодаря этому твердое вещество обладает определенной формой, не изменяющейся при перенесении их из одного объема в другой. Существуют две основные формы твердых веществ кристаллическая и аморфная. Первая из них обладает гораздо большей степенью упорядоченности. Большей частью аморфные и кристаллические формы являются лишь различными состояниями одного и того же вещества. Таковы, например, кристаллический кварц и различные аморфные формы кремнезема. Перевод аморфной системы в кристаллическую можно часто осуществить, например, длительным выдерживанием при высокой температуре или другими путями. [c.27] Аморфные вещества отличаются от кристаллических прежде всего изотропно стью. Изотропность характеризуется одинаковыми значениями данного свойства при измерении в любом направлении внутри вещества. Вторым характерным свойством аморфного вещества является то, что переход аморфного вещества из твердого состояния в жидкое не сопровождается скачкообразным изменением свойств. Так, в отличие от кристаллического вещества, имеющего определенную температуру плавления Гпл, при которой происходит скачкообразное изменение свойств (рис. 14, а), аморфное вещество характеризуется интервалом размягчения (Та — Ть) и непрерывным изменением свойств (рис. 14,6). Этот интервал в зависимости от природы вещества может иметь значение порядка десятков и даже сотен градусов. [c.27] Аморфные тела менее устойчивы, чем кристаллические. Любое аморфное тело, в принципе, должно кристаллизоваться, и этот процесс должен быть экзотермическим. Поэтому теплота образования аморфного вещества всегда меньще теплоты образования кристаллического (из одних и тех же исходных веществ). [c.28] Одно и то же вещество иногда оказывается способным существовать в нескольких различных кристаллических формах, называемых модификациями. Само это явление называется полиморфизмом. Примером его могут служить алмаз и графит, являющиеся различными кристаллическими модификациями углерода, или кварц, тридимит и кристобаллит — различные кристаллические модификации кремнезема. [c.28] Явление полиморфизма часто встречается в природе, особенно при образовании различных минералов. Так, минералы кальцит и арагонит обладают одним и тем же химическим составом (СаСОз), но различным кристаллическим строением. Анатаз и рутил — минералы, образованные диоксидом титана, также обладают разным кристаллическим строением. [c.28] От полиморфизма и изоморфизма следует отличать аллотропию — явление, когда данный элемент способен существовать в виде различных простых веществ. [c.28] Твердое кристаллическое состояние характеризуется наиболее упорядоченной структурой. Эта упорядоченность выражается правильным геометрическим расположением частиц, из которых состоит твердое тело. Каждый кристалл образует плоские грани относительные длины ребер, так же как углы между гранями, являются характеристиками типа кристалла. Для его описания пользуются системой трех координат осей, направленных вдоль ребер кристалла и имеющих длины а, 6, с и углы а, р, у, заключенные между этими осями (рис. 15). [c.28] Семь систем координатных осей характеризуют семь кристаллических систем (рис. 16, табл. 5). [c.28] Кристаллическая решетка образуется при многократном повторении элементарных ячеек (рис. 18). Внутри решетки путем перемещения возможен переход от одной элементарной ячейки к другой. [c.29] Кристаллические решетки обычно классифицируют в зависимости от типа частиц, образующих кристалл, и от природы сил притяжения между ними. Если в узлах решетки расположены ионы, образующие ионные связи, то такая решетка называется ионной. Если в узлах решетки — атомы, соединенные ковалентными связями, то решетка называется ковалентной. Молекулярную решетку образуют молекулы, связанные ван-дер-ваальсовыми силами. И, наконец, если решетка образована одинаковыми катионами, окруженными электронным облаком, то говорят о металлической решетке. [c.30] Вернуться к основной статье