Жидкое и аморфное состояния вещества

Для газообразного фазового состояния характерно полное отсутствие упорядоченности во взаимном расположении частиц. Жидкое (аморфное) состояние определяется ближним порядком во взаимном расположении частиц и отсутствием дальнего порядка. Кристаллическое состояние вещества характеризуется как ближним, так и дальним порядком во взаимном расположении частиц. Как отмечалось ранее, особенностью полимерных молекул является анизотропия их формы. Поэтому в кристаллических высокомолекулярных соединениях понятие дальний порядок включает в себя, как максимальную вероятность нахождения центра тяжести данной молекулы от той, от которой ведется отсчет ( координационный порядок ), так и преимуще- [c.124]

При написании книги использованы оригинальные исследования преподавателей вузов, ведущих ученых страны и зарубежных исследователей, работающих в области физики жидкого и аморфного состояний вещества. Помимо литературных данных книга содержит результаты исследований автора. Структурные особенности тех или иных веществ анализируются в тесной связи с их свойствами, характером движения и взаимодействия атомов и молекул. Отмечается определяющее влияние структуры твердого состояния на формирование ближнего порядка в жидкости. Учебных пособий аналогичного содержания нет ни в отечественной, ни в зарубежной литературе, хотя потребность в них очевидна. На основе структурных данных, глубокого понимания природы, сил взаимодействия атомов и молекул можно прогнозировать пути и возможности создания новых материалов с заданными механическими, тепловыми, электрическими и оптическими свойствами. Знание атомной структуры, законов движения и взаимодействия частиц способствует формированию материалистического мировоззрения. [c.3]

Кристаллическое и аморфное состояния вещества. Некоторые вещества при одних и тех же условиях могут находиться как угодно долго в кристаллическом и в аморфном состояниях. Типичным представителем таких веществ является кремнезем ЗЮа, который при обычных условиях существует как в виде кристаллического кварца, так и в виде аморфного кварцевого стекла. Свойства кремнезема в этих состояниях совершенно различны. Это обусловлено различным внутренним строением кристаллического и аморфного состояний вещества. С молекулярной точки зрения различие между кристаллическим и аморфным состояниями вещества состоит в том, что в кристаллическом веществе частицы (молекулы, атомы или ионы) фиксируются в пространстве и устойчиво, и симметрично, а в аморфном состоянии частицы вещества располагаются в пространстве и менее устойчиво и в общем несимметрично. Поэтому аморфное состояние вещества является менее устойчивым, чем кристаллическое его состояние, а само вещество всегда стремится перейти из аморфного в кристаллическое состояние. Однако этот переход у разных веществ осуществляется с разной скоростью. Чем сложнее и причудливее строение молекул вещества, тем с меньшей скоростью реализуется возможность перехода его из аморфного состояния в кристаллическое. Поэтому в некоторых случаях чистые вещества со сложным строением молекул и различные смеси, содержащие компоненты со сложным строением молекул, могут быть получены лишь в аморфном состоянии. Характерной особенностью таких веществ в жидком состоянии является то, что вязкость их весьма велика и резко увеличивается при понижении температуры. Это является причиной того, что при отнятии тепла от такой жидкости она легко переохлаждается до такой температуры, при которой вязкость ее достигает огромной величины (порядка 10 н- сек - м "). При такой вязкости молекулы жидкости практически прекращают свое поступательное движение и фиксируются в пространстве в том порядке, какой был к этому времени в жидкости, и жидкость затвердевает, т. е. получается аморфное состояние вещества. Хотя образовавшееся аморфное состояние вещества является менее устойчивым, чем кристаллическое, тем не менее [c.50]

Как видно из рис. ПО, а, кривая деформации кристаллического тела вначале незначительно растет до температуры плавления (Г ), затем прерывается и при дальнейшем повышении температуры резко растет. Незначительное повышение деформации на отрезке АБ объясняется небольшим понижением модуля упругости (Е) с повышением температуры. Характерным для любых зависимостей свойств кристаллического тела от температуры является скачкообразное изменение в одной температурной точке (Т д), поскольку она определяет фазовый переход вещества из кристаллического в жидкое (аморфное) состояние. [c.371]

Кристаллическое и аморфное состояние вещества. Внутреннее строение кристаллов. Твердые вещества бывают кристаллическими и аморфными. Различие между ними особенно проявляется в отношении к нагреванию. Кристаллические вещества плавятся при строго определенной температуре. Аморфные вещества не имеют резко выраженной точки плавления при нагревании они постепенно размягчаются и переходят в жидкое или вязкотекучее состояние. Внут-реннее строение аморфных веществ [c.83]

Твердые фазы. Твердые фазы могут находиться как в кристаллическом, так и в аморфном состояниях. В аморфном состоянии вещество сохраняет неупорядоченное расположение частиц жидкой фазы, т. е. существует только ближний порядок частиц. Поэтому в аморфном состоянии вещество является бесформенным. Аморфные вещества отличает от кристаллов два признака изотропность свойств и отсутствие фиксированной температуры плавления (рис. 32). Переход аморфного вещества из твердого состояния в жидкое не сопровождается скачкообразным изменением свойств например, плавление происходит в некотором температурном интервале. По сравнению с твердыми кристаллами того же вещества аморфное вещество обладает большим удельным объемом, энтропией и энтальпией. Аморфное состояние вещества — метастабильное состояние. С течением времени аморфное вещество превращается в кристаллическое с выделением энергии. [c.106]

Молекулы веществ, находящиеся в твердом, жидком и газообразном состоянии, взаимодействуют друг с другом с разными по энергии силами — силы Ван-дер-Ваальса, водородная связь, химическая связь и др. Такое взаимодействие определяет конденсированное состояние вещества. Эти силы приводят к появлению в жидкостях и газах сольватов и ассоциатов, обусловливают диссоциацию молекул и других частиц в любых агрегатных состояниях вещества, они же характеризуют появление структуры (полиэдры, ансамбли полиэдров или кластеры) в веществе в разных его агрегатных состояниях, определяя аморфную или кристаллическую структуру. Межмолекулярное взаимодействие частиц в системе приводит к отклонению их свойств от идеальных. Такие системы называют неидеальными или реальными. Свойства индивидуальных реальных систем (веществ в чистом виде) могут быть рассчитаны с помощью уравнений состояния вещества. Этих уравнений в литературе приведено несколько сотен. Свойства же смесей расчету пй уравнениям состоянию не поддаются. Это определяется сложностью изменения свойств смесей с изменением их состава. [c.220]

Жидкое состояние вещества характеризуется достаточно сильным межмолекулярным взаимодействием, распространяющимся, однако, внутри небольших агрегатов, которые в свою очередь сохраняют заметную подвижность относительно друг друга. Мгновенное охлаждение жидкости приводит к заметному изменению ее свойств высокая подвижность агрегатов молекул друг относительно друга исчезает и вещество приобретает твердость. Вместе с тем такое охлаждение жидкости обеспечивает переход многих веществ в метастабиль-ное, аморфное состояние, которое характеризуется беспорядочной ориентацией в пространстве отдельных агрегатов молекул. Вещества, находящиеся в аморфном состоянии, стремятся к упорядочению, т. е. к образованию пространственных структур, в которых расположение атомов (молекул) соответствует периодическому повторению узора в трех измерениях. Такие твердые тела называются кристаллами, а расположение атомов в них — кристаллической структурой (или кристаллической решеткой, см. с. 9 и схему ). [c.41]

Кристаллическое тело обладает определенной, фиксированной температурой плавления, при которой происходит скачкообразное изменение агрегатного состояния вещества (переход из твердого состояния в жидкое или, минуя жидкое состояние, непосредственно в газообразное — процесс сублимации). Изменение агрегатного состояния аморфного тела происходит плавно, в широком температурном интервале. Поэтому температура плавления является физико-химической характеристикой только кристаллических тел. [c.35]

Аморфное состояние. Аморфные вещества отличаются от кристаллических изотропностью, т. е. подобно жидкости они имеют одинаковые значения данного свойства при измерении в любом направлении внутри вещества. Переход аморфного вещества из твердого состояния в жидкое не сопровождается скачкообразным изменением свойств-это второй важный признак. [c.169]

Аморфные вещества менее устойчивы, чем кристаллические. Любое аморфное вещество в принципе должно кристаллизоваться, и этот процесс должен быть экзотермическим. Поэтому теплота образования аморфного вещества всегда менее отрицательна, чем теплота образования кристаллического (из одних и тех же исходных веществ). Так, теплоты образования аморфной и кристаллической модификаций ВаО] из простых веществ равны соответственно -1254 и -1273 кДж/моль. Этот пример подтверждает также сравнительно небольшое различие в структуре кристаллов и аморфных веществ, а одинаковый порядок значений теплоты перехода из аморфного в кристаллическое состояние (в данном примере она равна -19 кДж/моль) с теплотами кристаллизации подтверждает сходство аморфного состояния с жидким. [c.170]

В термохимическом уравнении обязательно указание на агрегатное состояние вещества (г) — газ (т) твердое (кристаллическое, аморфное, полиморфная модификация) (ж) — жидкое. Эти символы могут отсутствовать, если агрегатное состояние очевидно. [c.80]

Отличие аморфного состояния от жидкого заключается в том, что в жидкости происходит интенсивный обмен местами между соседними атомами или молекулами (самодиффузия), замедляющийся с увеличением ее вязкости. Поэтому твердое вещество в аморфном состоянии обычно рассматривают как переохлажденную жидкость с очень большим коэффициентом вязкости. [c.139]

Между агрегатными и фазовыми состояниями существует определенная взаимосвязь. У низкомолекулярных веществ газообразное агрегатное и газообразное фазовое состояния совпадают. Вещество в жидком агрегатном состоянии находится в аморфном фазовом состоянии. Вещество в твердом агрегатном состоянии может существовать в двух фазовых состояниях - кристаллическом или аморфном. Вещество в кристаллическом фазовом состоянии находится в твердом агрегатном состоянии. Вещество в аморфном фазовом состоянии будет либо в жидком агрегатном состоянии (все вещества выще температуры плавления), либо в твердом агрегатном состоянии (аморфные твердые вещества ниже температуры плавления). [c.132]

Чтобы из беспорядочного (жидкого) состояния вещество перешло в упорядоченное (кристаллическое), всегда необходимо некоторое время. Оно носит название времени кристаллизации. Если охлаждение и застывание происходит быстрее, чем время, необходимое для кристаллизации, то образуется аморфное, или стеклообразное тело, в котором частицы остаются неупорядоченными, как в жидкости. [c.8]

Как известно, вещества могут находиться в трех фазовых состоя- ниях — газообразном, жидком (аморфном) и кристаллическом. Все эти состояния определяются различной степенью упорядоченности в расположении частиц, из которых состоит данное вещество. Кристаллическое фазовое состояние характеризуется опре-/ еленным порядком в расположении молекул, атомов или ионов ( дальний порядок ). Газообразное состояние, наоборот, отличается полным беспорядком в расположении частиц. По этому признаку жидкое (аморфное) состояние занимает промежуточное положение между кристаллическим состоянием и газообразным, В жидкостях наблюдается некоторая упорядоченность в распо- ложении частиц даже при сравнительно высоких температурах [( ближний порядок ). [c.245]

Очевидно, что образование смол приведенного типа более вероятно, если исходное вещество находится в жидком (аморфном) состоянии, и может давать несколько ступеней полимеризации. Эти предпосылки особенно благоприятны для образования устойчивых твердо-жидких состояний (твердых растворов), т. е. образования смол сравнительно высокой стабильности. Примером такого типа веществ служат кумароновые смолы, получаемые из кумарона и индена. Однако и у смол этого типа не обнаруживается каких-либо особо ценных свойств по своему характеру оии сходны с канифолью, исключая специфическую особе И1юсгь канифоли — образование мыл . [c.34]

Аморфное состояние вещества удобно описывать (так часто и поступают) как очень вязкое жидкое состояние. В аморфном состоянии частицы тела почти неупорядочены, как в жидкости, но относительно неподвижны, как в кристалле. Общее название жидкого и твердого состояний — конденсированное состояние. Преобладающее большинство веществ при обычных условиях находится в конденсированном состоянии. [c.205]

Соответственно степени беспорядка энтропия вещества в газовом состоянии значительно больше, чем в жидком, а тем более — чем в кристаллическом. Напрн.мер, стандартная энтропия воды 5 гая = = 69,96 Дж/град-моль, а водяного пара = 188,74 Дж/град-моль. У вещества в аморфном состоянии энтропия больше, чем в кристаллическом (более упорядоченном) состоянии, например для стекловидного и кристаллического Si02 стандартные энтропии равны 46,9 и 42,(19 Дж/град-моль соответственно. Стандартная энтропия графита (5,740 Дж/град-моль) больше, чем алмаза (2,368 Дж/град-моль), отличающегося особо жесткой структурой. При данном агрегатном состоянии энтропия тем значительнее, чем больше атомов содержится в молекуле. Так, энтропия Oj(r) (238,8 Дж/град моль) больше, чем газообразных Ог (205,03 Дж/град-моль) и [c.171]

Аморфное. состояние. Аморфные вещества отличаются от кристаллических изотропностью, т. е. подобно жидкости одинаковыми значениями данного свойства при измерении в любом направлении внутри вещества. Переход аморфного вещества из твердого состояния в жидкое не сопровождается скачкообразным изменением свойств — это второй важный признак, отличающий аморфное состояние твердого вещества от кристаллического состояния. Так, в отличиё от кристаллического вещества, имеющего определенную температуру плавления Тпл, при которой происходит скачкообразное изменение свойств (рис. 1.92а), аморфное вещество характеризуется интервалом размягчения Та — Т ь) и непрерывным изменением свойств (рис. 1.926). Этот интервал в зависимости от природы вещества может иметь значение порядка десятков и даже сотен градусов. [c.158]

Изменение взаимного расположения частиц при повышении или понижении температуры приводит к изменению фазового состояния вещества. Фазовые состояния кристаллическое, жидкое (аморфное) и газообразное, в которых могут находиться вещества, - отличаются друг от друга лишь взаимным расположением частиц - атомов, молекул (их порядком ). Порядком во взаимном расположении частиц называется максимальная вероятность нахождения центра тяжести данной частицы на расстоян1ШХ, равных или кратных диаметру частицы, от центра тяжести которой ведется отсчет. [c.124]

Нафевание жидкости, находящейся в равновесии с паром, при некоторых довольно строгих условиях, накладываемых на температуру, давление и объем системы, может приводить к внезапному исчезновению фаницы между жидкой и газовой фазой. Состояние вещества (или смеси веществ), возникающее при исчезновении различия между фазами, находящимися в равновесии друг с другом (например, между жидкостью и ее паром, между двумя жидкостями и др.), называют критическим состоянием. На фазовой диаграмме в этой точке кривая сосуществования жидкости и пара обрывается. Точка на термодинамической диаграмме, соответствующая критическому состоянию вещества, называется критической точкой. Критические состояния вещества свойственны не только системам с равновесием типа жидкость — ее насыщенный пар , но иногда также системам с равновесием несмешивающихся жидкостей и даже аморфнь[х или кристаллических твердых фаз. [c.169]

Между хаотическим движением молекул газа и жидкостей, с одной сторон111, и строгим порядком, свойственным кристаллическим твердым телам, с другой — имеются и промежуточные состояния. Существуют так называемые жидко-кристаллические вещества, которые обладают свойствами жидкости (текучесть) и некоторыми свойствами твердых кристаллов (анизотропией свойств). Жидкие кристаллы образуют вещества, молекулы которых имеют форму палочек или вытянутых пластинок. Взаимное расположение молекул в жидких кристаллах является промежуточным между твердыми кристаллами, где существует трехмерный координационный дальний порядок (упорядоченность в расположении центров тяжести молекул) и ориентационный дальний порядок (упорядоченность в ориентации молекул), и аморфными жидкостями, в которых дальний порядок полностью отсутствует. [c.11]

Тепловые эффекты перехода из одного агрегатного состояния в другое АЯф п обычно значительно меньше таковых для химических процессов. В частности, теплоты парообразования АЯпар (при 1 атм) составляют величины порядка 10 (реже нескольких десятков) ккал/моль, теплоты плавления АЯ ,, перехода из аморфного состояния в кристаллическое и превращения одной модификации в другую — порядка 1—5 ккал/моль (см. рис. 3). Эти величины для ряда веществ приведены в табл. 3. Из нее видно, что лишь тогда, когда температура фазового превращения под атмосферным давлением сильно отличается от комнатной (например, для Ag), различием в теплотах парообразования, а поэтому и сублимации, т. е. непосредственного перехода из кристаллического состояния в газообразное, минуя жидкую фазу, нельзя пренебречь. Велики они и для тугоплавких (высококипящих) веществ. Так, для ( 0 = 1 атм) АЯ ар 184 ккал/моль. [c.19]

Типичными аморфными телами являются силикатные стекла, поэтому часто аморфное состояние называют стеклообразнь1м, понимая -под стеклом аморфно (т. е. без кристаллизации) застывший расплав. Вследствие огромной вязкости стекол они сохраняются тысячелетиями без видймых признаков кристаллизации. В то же время многие жидкие вещества трудно получить в стеклообразном состоянии. [c.171]

Аморфное состояние. Аморфные вещества отличаются от кристаллических изотропностью, т. е., подобно жидкости, одинаковыми значениями данного свойства при измерении в любом направлении внутри вещества. Аморфная структура, так же как и структура жидкости, характеризуется ближним порядком. Поэтому переход аморфного вещества из твердого состояния в жидкое не сопровождается скачкообразным изменением свойств — вот второй важный признак, отличающий аморфное состояние твердого вещества от кристаллического состояния. Так, в отличие от кристаллического вещества, имеющего точку плавмния при которой происходит скачкообразное изменение свойств (рис. 156, а), аморфное вещество характеризуется интервалом размягчения -г-Тц и непрерывным изменением свойств (рис. 156, б). Этот интервал в зависимости от природы вещества может иметь величину порядка десятков и даже сотен градусов. Наличие интервала размягчения, в котором аморфное вещество находится в пластичном состоянии, непосредственно свидетельствует о структурной неэквивалентности его частиц и, как следствие, лишь [c.285]

Аморфное состояние. Аморфное состояние твердого вещества характеризуется двумя особенностями. Во-первых, его свойства (механические, электрические и т. п.) в естественных условиях не зависят от выбранного направления в веществе, т. е. они характеризуются изотропцостью. Во-вторых, при повышении температуры происходит размягчение аморфного вещества и постепенный переход его в жидкое состояние. При этом определенная точка плавления отсутствует. [c.138]

Жидкое состояние вещества является промежуточным между твердым и газообразным (рис. 1.1). Сбласть существования жидкости ограничена со стороны низких температур переходом в твердое состояние (точки сМ ), а со стороны высоких — переходом в газообразное состояние (точки с, е). Линия АК, разделяющая жидкую и газообразную фазы, заканчивается критической точкой, соответствующей температуре и давлению р р, выше которых невозможно существование жидкости в равновесии с паром. Линия равновесия жидкость — твердая фаза критической точки не имеет. У металлов температура плавления повышается с увеличением давления (кривая АВ) у льда, кремния, гер1иа-ния — понижается (кривая АВ ). Точка А на диаграмме состояния соответствует температуре и давлению, при которых в закрытом сосуде находятся в равновесии твердая, жидкая и газообразная фазы. Жидкости сочетают некоторые свойства как твердых тел, так и газов. Твердые тела бывают кристаллические и аморфные. По типам связи кристаллы подразделяют на атомные, ионные, металлические и молекулярные. Они обладают ближним и дальним порядками. Ближний порядок означает правильное расположение около фиксированного атома, иона или молекулы определенного числа ближайших соседей. Дальним порядком называется расположение частиц в определенной последовательности с образованием единой трехмерной решетки. При наличии дальнего порядка расстояние до любого атома кристалла вычисляется через параметры элементарной ячейки по формуле [c.7]

Структура сурьмы и селена в аморфном состоянии исследована электрографически Я. И. Стецивом и И. Д. Набитовичем. Аморфные пленки этих веществ изготовлялись конденсацией из пара в вакууме на свежие сколы кристалла Na l при температуре жидкого азота и отделялись от них дистиллированной водой. Электронограммы снимались с помощью вращающегося сектора, что позволило сразу записать функцию a(S) = 4кс(5)// (5). Для аморфной сурьмы положение ее максимумов соответствует значениям S, равным 2,09 3,29 4,39 5,08 6,28 7,12 9,35 и 11,62 Используя корни уравнения [c.308]

Менее распространено для твердых тел аморфное состояние, В отличие от кристаллкческих тел вещества в аморфном состоянии не имеют строго регулярного упорядоченного строения и определенной температуры плавления (при нагревании они размягчаюася и постепенно переходят в жидкое состояние). [c.15]

В жидком фазовом состоянии находятся вещества при температуре выше их температуры плавления и все твердые аморфные вещества (например, обыкновенное силикатное стекло, кз[[Ифоль и Др-)- Поскольку силикатное стекло не имеет кристаллической решетки, принято все твердые аморфные тела т1азывать стеклообразными, или стеклами. Как стеклообразные, так и кристаллические тела находятся в твердом агрегатном состоянии и не различаются по [ЮД0ИЖЦОСТИ молекул и плотности их упаковки. [c.127]

Действительно, чтобы молекулы вещества могли расположиться в строго определенном порядке, они должны обладать достаточной подвижностью прн температуре перехода из жидкого в твердое состояние. При данной температуре подвижность молекул будет определяться величиной сил межмолекуляр-ного взаимодействия, т. е. величиной потенциального барьера, который должна преодолеть молекула для соверщения перескока в новое положение. Понятно, что чем сложнее н менее правильно строение молекулы, тем труднее должна проходить кристаллизация и тем вероятнее переход вещества прн охлаждении н стеклообразное аморфное состояние. [c.244]

Таким образом, изучение парафинов дает возможность развивать представления не только о твердом (кристаллическом — трехмернопериодическом аморфном — не периодическом), жидком и газообразном состояниях вещества, но также о ротационно-кристаллическом (одно- и двухмерно-периодическом) состоянии. Практическая сторона вопроса о ротационно-кристаллических веществах проявляется в их свойствах. Ротационные кристаллы н-парафинов характеризуются нетипичными для кристаллических веществ физическими свойствами, например, ярко выраженной пластичностью — важнейшим эксплуатационным свойством парафинов. [c.4]

Вещество, находящееся в жидком агрегатном состоянии, может переходить в ткердое агрегатное состояние (отвердевать) двумя путями либо изменяя фазовое состояние и образуя кристаллическую рещетку (кристаллизация), либо не изменяя фазового состояния (оставаясь структурно жидким) и переходя в стеклообразное состояние (стеклование). Стеклообразными (стеклами) называют вещества твердые по агрегатному состоянию, но аморфные по фазовому. И жидкости, и стеклообразные вещества находятся в одном и том же фазовом состоянии - аморфном. Следует заметить, что стеклообразное состояние (твердое аморфное вещество) для низкомолекулярных соединений нетипично, рассматривается как переохлажденная жидкость и встречается сравнительно редко (например, силикатные стекла, канифоль). [c.132]

Агрегатное состояние вещества (обычно их выделяют три) определяется энергией межчастичного взаимодействия и расстоянием между частицами. Твердое и жидкое состояния, ввиду их высокой плотности по сравнению с газообразным, объединяют под названием конденсированное состояние, а жидкое и газообразное состояния, ввиду их текучести, — флюидное состояние, или текучие фазы. Твердое аморфное состояние по некоторым признакам (сохранение формы, нетекучесть) относят к твердому, а по другим (отсутствие кристаллической структуры, изотропия свойств в разных направлениях) — к жидкому состоянию. Газы, в свою очередь, подразделяют на пары и собственно газы. Под первыми обычно понимают вещества, которые можно [c.284]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология