Условие устойчивости кристаллического состояния

Четвертый экстремум соответствует абсолютно устойчивому кристаллическому состоянию — графиту. При этом получается графит с типичными для него свойствами, но при условии достижения конечных соответствующих температур. Между третьим и четвертым экстремумами возрастает плотность, снижается удельное электросопротивление, приобретаются механические и структурные свойства, характерные дл графита. [c.236]

Аллотропные видоизменения элементарного вещества — это вещества, молекулы которых различны, хотя и образованы атомами одного и того же химического элемента. Свойства аллотропных видоизменений одного и того же элемента, проявляемые в различных агрегатных состояниях, различны. Способность одного и того же вещества существовать в различных кристаллических формах называют полиморфизмом. Он может быть двух видов энантиотропный, когда относительная устойчивость полиморфных видоизменений зависит от температуры и существует температура обратимого превращения, и монотропный, когда одно видоизменение устойчивее другого независимо от температуры. Энантиотропные полиморфные видоизменения, таким образом, подобны агрегатным состояниям одного и того же вещества. Монотропные полиморфные видоизменения являются, по существу, аллотропными видоизменениями в кристаллическом состоянии. Таким образом, границы понятий аллотропии и полиморфизма не вполне совпадают. Следует отметить, что во многих случаях элементарные вещества в жидком и газообразном состояниях содержат молекулы, различные как по числу атомов, так и по структуре. Относительное содержание этих различных молекул в массе элементарного вещества зависит от температуры и других условий, причем изменение этих условий обычно приводит к возврату соответствующих равновесий. В связи с этим, а также с трудностью изоляции отдельных форм молекул последние не принято считать самостоятельными аллотропными видоизменениями. Известным примером таких элементарных веществ является сера, которая в газовом состоянии содержит молекулы четырех видов — За, 5 , (цепе-) и 5 (цикло-). [c.37]

Представления о строении полимерных тел прошли сложную эволюцию от мицеллярных теорий к современным концепциям структурной физики полимеров (см. Структура, Надмолекулярная структура. Кристаллическое состояние, Аморфное состояние. Коллоидные полимерные системы). Несостоятельность мицеллярных теорий строения линейных гомополимеров с однородными по строению цепями макромолекул (напр,, целлюлозы, натурального каучука) заключается в отсутствии физич. причин существования устойчивых фазовых частиц коллоидных размеров. Развитие представлений о макромолекулах, не отличающихся от малых молекул природой сил межмолекулярного взаимодействия, исключило возможность научного обоснования мицеллярных представлений о строении полимеров и их р-ров. Здесь следует еще раз подчеркнуть, что имеются в виду макромолекулы, лишенные дифильности в упомянутом выше смысле. Гибкие макромолекулы, содержащие разнородные по полярности участки, в определенных условиях могут давать микро-гетерогенные системы типа лиофильных золей. При этом лиофобные группы макромолекул объединяются в ядре коллоидной частицы (напр., белковой глобулы), а лиофильные образуют ее поверхностный слой. [c.129]

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]

Условие устойчивости кристаллического состояния [c.149]

Следовательно, нельзя считать, что наиболее устойчивое кристаллическое состояние может быть достигнуто при конечных скоростях кристаллизации, ибо последнее условие требует значений сравнимых с контурной длиной молекулярной цепи. По аналогичным причинам невозможно и образование регулярной складчатой структуры. В действительности должен возникать внешний разупорядоченный слой в полном соответствии с измерениями плотности и энтальпии. [c.308]

Термодинамически наиболее устойчиво кристаллическое состояние углерода. Термин переходная форма предполагает возможность превращения углерода, по возможность есть то, необходимость чего утверждать нельзя (Гегель). Из-за высоких кинетических барьеров углерод в состоянии переходных форм необычайно стабилен и в обычных условиях может существовать бесконечно длительное время. Лишь иод воздействием высоких температур происходят структурные превращения углерода. [c.23]

Твердые вещества в данных условиях тоже могут находиться в состояниях, обладающих различной термодинамической устойчивостью, например, в различных кристаллических формах. В свою очередь для любой из этих форм более устойчивым является состояние, соответствующее идеально правильному кристаллу. Дефекты структуры, вызванные условиями образования кристалла или последующей деформацией под действием внешних механических сил, в какой-то степени уменьшают его устойчивость, так как образование этих деформаций связано с затратой энергии и сопровождается возрастанием энтропии. Точно так же кристаллическое тело в измельченном состоянии, т. е. обладающее большей поверхностью, менее устойчиво. Во всех подобных случаях уменьшение устойчивости сопровождается возрастанием изобарного потенциала. В таких состояниях вещество обладает большей химической активностью и меньшей химической стойкостью, большей способностью к фазовым переходам (большим давлением насыщенного пара, большей растворимостью и т. д..) Выделение вещества в более активных формах и состояниях может происходить самопроизвольно только из состояний с еще большим изобарным потенциалом (еще более активных в данных условиях). Обычно такими состояниями служат сильно пересыщенный раствор или переохлажденная жидкость. Кроме того, такое вещество может получаться при химической реакции, происходящей в условиях, достаточно далеких от равновесных. [c.227]

Различие степени пересыщения может влиять на направление процесса и на вид получаемых конечных продуктов. Так как наиболее устойчивая кристаллическая форма всегда обладает наименьшей растворимостью, то при повышении концентрации раствора прежде всего достигается состояние насыщения (затем пересыщения) именно в отношении этой формы. При дальнейшем повышении концентрации раствор вместе с тем может достигнуть насыщения (и пересыщения) и по отношению к более активным формам. В этих условиях легче могут образовываться кристаллы с различными дефектами структуры или становится возможным образование одной из метастабильных форм или начинается возникновение зародышей новой фазы (или новых фаз). В последнем случае, при возможности выделения вещества в двух кристаллических формах, преобладание той или другой из них в конечном продукте определяется соотношением скоростей процессов, а не термодинамической устойчивости этих форм. [c.361]

Стандартные энтальпии магния и титана равны нулю, так как магний и титан находятся в кристаллическом состоянии, устойчивом при стандартных условиях. Разность энтальпий реакции АЯ = = 800 — 1282,76 =—482,76 кДж, т. е. разность энтальпий меньше нуля (АЯ<0), следовательно, реакция экзотермическая. [c.144]

Метастабильным состоянием в термодинамике называют такое состояние системы, которое не отвечает устойчивому равновесию в данных условиях, но сохраняется во времени. Таково, например, состояние пересыщенного пара или раствора, переохлажденной или перегретой жидкости, малоустойчивой кристаллической модификации. Метастабильное состояние способно переходить под влиянием сравнительно слабых внешних воздействий или при внесении в спстему зародышей более устойчивой фазы в устойчивое, стабильное состояние. [c.225]

Сурьма — металл блестящего серовато-белого цвета. Из жидкого состояния застывает в кристаллическом виде. Кроме кристаллической формы, известны три аморфные формы — желтая, черная и взрывчатая сурьма. В обычных условиях устойчива только кристаллическая сурьма. Основные физико-химические свойства кристаллической сурьмы представлены ниже. [c.11]

Прежде чем рассматривать каждый тип связи, отметим, что обязательным условием образования молекул или кристаллов является уменьшение потенциальной энергии системы взаимодействующих атомов, так как в обычных условиях молекулярное или кристаллическое состояние устойчивее, чем атомное. Важными характеристиками химической связи, определяемыми современными инструментальными методами, являются прочность и длина. [c.112]

Приведенное выше определение стандартных условий должно быть дополнено. Стандартное состояние для газа — состояние чистого газа при 10 Па для жидкости — состояние чистой жидкости при 10 Па для твердого вещества — наиболее устойчивое при давлении 10 Па кристаллическое состояние, например графит у углерода, ромбическая сера, белый фосфор, О2 (а не озон ) у кислорода и т. п. [c.56]

При определенных условиях кривые деформации высокопрочных материалов имеют максимум, отвечающий пределу текучести ат (рис. 3.2). Значения От ири растяжении, сжатии и сдвиге различны и зависят, кроме того, от скорости деформации и температуры. У полимеров в стеклообразном и кристаллическом состоянии максимум на кривой деформации соответствует пределу вынужденной высокоэластической деформации [3.24, 3.25] ав. При низких температурах или больщих скоростях нагружения образцы полимера рвутся в точке А, не доходя до предела текучести ат или Оа (кривая ). Но с повыщением температуры или уменьщением скорости деформации (кривая 2) значения ат или Са могут стать меньше значения хрупкой прочности и образец при деформировании потеряет деформационную устойчивость (образуется шейка и образец будет вытягиваться, пока не оборвется при достижении ар). [c.46]

Характер этих зависимостей иллюстрируется рис. 7 на примере вещества, которое имеет две кристаллические модификации. Линия АТВ является границей между конденсированными состояниями вещества и паром, линия АТ — между веществом в твердом и газообразном состояниях, а ВТ — между веществом в жидком и газообразном состояниях. Линия ТС отделяет область жидких состояний от кристаллических. Все эти линии пересекаются в тройной точке Т, температура и давление которой соответствуют условиям сосуществования всех трех фаз. Точка Р является тройной точкой сосуществования двух кристаллических и жидкой фаз и соответствует началу перехода из одной кристаллической модификации в другую. РВ — кривая, характеризующая условия устойчивого, сосуществования этих двух модификаций. Каждая линия на диаграмме отвечает условиям сосуществования двух фаз, области,, ограниченные этими кривыми, соответствуют возможным устойчивым состояниям каждой фазы. [c.66]

Это и есть условие устойчивости классического кристаллического состояния. [c.150]

Вирусы. Наиболее простыми структурами, способными в определенных условиях к жизнедеятельности, являются вирусы. Они представляют собой устойчивые надмолекулярные комплексы, образованные РНК или ДНК из большого числа белковых молекул, образующих специфическую трехмерную структуру. Вирусы могут быть выделены в чистом виде, иногда в кристаллическом состоянии. Чистые препараты не способны к жизнедеятельности и размножению. Однако попадая в клетку специфического хозяина , вирус приобретает способность к размножению. Вирусная нуклеиновая кислота начинает конкурировать как матрица с и-РНК и ДНК хозяина . Вирусы растений содержат только РНК, вирусы животных — РНК или ДНК. [c.560]

Стандартные энтальпии магния и титана равны нулю, так как магний и титан находятся в кристаллическом состоянии, устойчивом при стандартных условиях. [c.124]

Каждое однородное тело (или совокупность таких одинаковых тел) из присутствующих в смеси имеет определенный химический состав и отделено от других тел видимой поверхностью раздела. Такие тела называются фазами (Ф). Плавающие на воде куски льда, сколько бы их ни было, представляют собой первую фазу, жидкая вода — вторую, а водяной пар — третью фазу. Можно было бы думать, что понятие фазы совпадает с понятием агрегатного состояния — твердого, жидкого и газообразного. Однако понятие фазы шире. В пределах одного и того же агрегатного состояния могут существовать различные фазы. Так, при разложении известняка одновременно существуют две твердые фазы — окись кальция и углекислый кальций. Часто одно и то же вещество в зависимости от температуры и давления может существовать в различных кристаллических состояниях, или модификациях. Например, углерод в обычных условиях находится в виде графита, а при высоких давлениях более устойчивой модификацией является алмаз. Железо ниже 910° С существует в виде кристаллов а-железа с объемноцентрированной решеткой, а выше [c.92]

Розлив канифоли Аморфное состояние канифоли обуслов ливает ее однородность, относительную легкоплавкость, быст рую омыляемость и другие важные технические свойства В свете современных взглядов канифоль — затвердевшая пере охлажденная жидкость В процессе получения канифоли сплав смоляных кислот при быстром охлаждении застывает, не успе вая закристаллизоваться Поскольку скрытая теплота образо-вания кристаллов при получении аморфной канифоли не вы деляется, такая канифоль имеет некоторый избыток энергии и термодинамически неустойчива При определенных, главным образом температурных, условиях канифоль может перейти в более устойчивое кристаллическое состояние Это свойство канифоли называют скионностью к кристаллизации, чаще всего она проявляется при розливе товарной канифоли в тару Если сразу залить в бочку расплавленную канифоль из колонны, она нередко кристаллизуется и в таком виде непригодна для лако красочной, кабельной, бумажной промышленности Поэтому розлив живичной канифоли нельзя рассматривать только как процесс ее затаривания или расфасовки [c.206]

Еще около ста лет назад было получено соединение гидрохи-яона СбН4(ОН)г с двуокисью серы. Как выяснилось позже, оно представляет собой клатрат, У гидрохинона, как и у воды, кри-ста.тлическая структура вещества- хозяина в клатрате оказывается иной, нежели в свободном состоянии. Если в обычных условиях устойчива кристаллическая структура так называемого а-гпдрохинона, то в клатратах гидрохинон образует иную, более рыхлую структуру — -гидрохинон. В ней молекулы гидрохинона, соединенные водородными связями, располагаются таким образом, что между ними остаются пустоты ( клетки ). При кристаллизации гидрохинона клетки могут быть заняты молекулами посторонних веществ, например SO2, H2S, НС1, СН3ОН, НСООН, H I, НВг. [c.78]

На рис. 6.5 и 6.6 представлены типичные диаграммы соотношений между Т, Р, V и тпемя фазами — кристаллической, жидкой и газовой — для чистого вещества. На рис. 6.7 изображены закрытые сосуды, содержащие только по две полностью разграниченные области — одну твердую [кристаллическую (кр)], а другую текучую [жидкую (ж) или газовую (г)]. Облаем кристаллического состояния охватывает все значения Т, Р и V, при которых устойчив кристалл данного вещества Область текучего состояния охватывает все значения Т, Р и V, при которых устойчивы либо газовая, либо жидкая фаза. Точки О или В (в данном случае они совпадают) соответствуют своеобразному положению, когда все три фазы имеют одинаковые значения Т и Р и, следовательно, находятся в равновесии друг с другом. При этих условиях одновременно существуют три фазы. Поскольку для однокомпонентной системы Р = С—Р + 2= —3 + + 2 = 0, это означает, что в такой системе одновременное существование трех фаз — твердой, жидкой и газовой — возможно лишь в одной точке О (или В) диаграммы состояний. Температура, соответствующая этой точке, называется температурой тройной точки. Эта температура не изменяется до тех пор, пока в системе присутствуют одновременно все три фазы вещества. [c.224]

Изучение строения и свойств кристаллических тел, получившее сильное развитие в последнее время, выявило, в частности, что наряду с соединениями, в которых элементы проявляют обычные степени окисления, существует довольно много соединений, не отвечающих им, которые называют соединениями нестехиометриче-ского состава. Так, соединение состава РеО является неустойчивым в обычных условиях и вместо него реально существует соединение состава Рео.мтО, которое устойчиво в кристаллическом состоянии. Причины таких соотношений могут быть различными. В приведенном примере они связаны с более высокой концентрацией вакансий атомов железа, чем вакансий атомов кислорода при обычном в атмосферных условиях парциальном давлении кислорода в воздухе. [c.346]

Кристаллическое состояние вещества характеризуется образованием твердого тела с формой многогранника и упорядоченным расположением составляющих его частиц (атомов, ионов, молекул или их групп). Кристаллическое состояние — самое устойчивое для большинства веществ в условиях Земли. Многообразие кристаллических веществ обусловливает огромное число различных типов реакций с их участием. Ранее изучались некоторые реакции с кристаллическими веществами, например возгонка йода, растворение и образование кристаллов, электродные процессы, коагуляция, пептизация и т. п. Ниже приводится несколько заданий, охватывающих лишь ничтож-лую часть свойств и реакций твердофазного состояния вещества. [c.443]

Очень часто сложные вещества представляют собой не совокупности одинаковых молекул, а системы, содержащие наряду с обычными молекулами также продукты их ассоциации и диссоциации. Так, например, чистая вода представляет собой на самом деле равновесную систему, состоящую из различных ассоциатов молекул НаО, индивидуальных молекул НдО, ионов ОН3 и ОН . В этом и многих других случаях происходящее при изменении условий смещение равновесия не приводит к изменению общего состава вещества, что позволяет подтверждать на подобных примерах закон постоянства состава. Лишь в некоторых случаях имеет место изменение общего состава сложного вещества при смещении установившегося ранее равновесия. Так, например, чистая серная кислота представляет собой систему, содержащую наряду с молекулами Н2504 (вернее ассоциатами этих молекул) продукты диссоциации — трехокись серы и воду в эквивалентных соотношениях однако в связи с большей летучестью трех-окиси серы при установлении равновесия с газовой фазой жидкость несколько обедняется трехокисью серы и таким образом состав ее изменяется до тех пор, пока содержание Н2504 в нем не достигнет 98,3 массовых долей в %. Получившееся устойчивое вещество можно было бы назвать нестехиометрическим соединением, однако здесь ясно, что мы имеем дело с раствором стехиометрического соединения, состав которого изменяется вполне законно. Подобным же образом получаются так называемые нестехиометрические соединения в кристаллическом состоянии. Так, например, если двуокись какого-либо элемента [c.20]

Многие полимеры эксплуатируются в кристаллическом состоянии, поэтому устойчивость исходной кристаллической структуры под действием напряже11ия (т. е. высокое значение ог) является необходимым условием. В процессе эксплуатации в напряженном состоянии может иметь место рела ксация напряжения или деформация (ползучесть) аморфной части полимера Степень релаксации в кристаллических полимерах вьпне, чем у полимеров в стеклообразном состоянии. [c.315]

Молекулы серы в кристаллическом состоянии и в расплаве при температурах ниже 159°С имеют форму замкнутого сморш енного кольца, содержащего 8 атомов [268]. Сера характеризуется полиморфизмом кристаллической структуры [269] и при нормальных условиях устойчивым является кристалл ромбической сингонии (а-модификация) структурного класса Ъ = 16, характеризующийся следующими параметрами кристаллической ячейки [270] я = 1,0464 нм, Ь = 1,2866 нм, с = 2,4486 нм, а = у = р = 90°. При нагревании кристаллов а-модификации, начиная с 94,5°С происходит переход серы в моноклинную сингонию (р-модификация) структурного класса Р21/с, 2 = 6 [271] и параметрами кристаллической решетки при 100°С а = 1,0955 нм, Ь = 1,0928 нм, с = 1,0846 нм и р = 96,17°. [c.67]

Если угол между направлениями растяжения и расположения кристаллических областей близок к нулю, внешняя сила, улучшая ориентацию частиц и тем самым обеспечивая наиболее благоприятные условия для проявления межмолекулярного взаимодействия, препятствует разрушению этих областей под влиянием теплового движения. В результате возрастает температура плавления. Поэтому при достижении Ореьр менее устойчивые кристаллические образования, расположенные под невыгодным углом, плавятся, переходя в более стабильное состояние, при котором они ориентированы по направлению растяжения. Это можно отчетливо видеть с помощью поляризационного микроскопа (см. рис, 134). [c.454]

Диоксид 8102 — наиболее характерное и устойчивое кислородное соединение кремния. Он образует три кристаллические модификации кварц, тридимит и кристобалит. Недавно были получены новые модификации 8102 — стишовит и коусит. Последние получаются только под высоким давлением, а при нормальных условиях в метастабильном состоянии могут существовать неограниченно долго (как алмаз). Часто встречающаяся разновидность кварца в природе — горный хрусталь. Окрашенные разновидности кварца марион (черный), топаз (дымчатый), аметист (фиолетовый), цитрин (желтый). Описаны также волокнистые модификации 8102 (халцедон и кварцин). Кроме того, на дне морей и океанов из водорослей и инфузорий образуется аморфный 8Ю2. В целом диоксид кремния — самый распространенный оксид в земной коре. Кварц, тридимит и кристобалит могут превращаться друг в друга, однако эти переходы сильно заторможены. Вследствие этого тридимит и кристобалит, несмотря на свою термодинамическую нестабильность, могут неограниченное время сохраняться при комнатной температуре и существовать в природе в виде самостоятельных минералов. Каждая из этих кристаллических модификаций, в свою очередь, может находиться в виде двух или большего числа взаимно превращающихся форм, из которых а-форма устойчива при комнатной, а / -форма — при более высокой температуре. Ниже приводим схему взаимных переходов кристаллических модификаций диоксида кремния [c.373]

Изучение строения и свойств кристаллических тел, получившее сильное развитие в последнее время, выявило, в частности, что наряду с соединениями, в которых элементы проявляют обычные степени окисления, существует довольно много соединений, не отвечающих им, которые называют соединениями нестехиометриче-ского состава. Так, соединение состава РеО является неустойчивым в обычных условиях и вместо него реально существует соединение состава Рео.9470, которое устойчиво в кристаллическом состоянии. Причины таких соотношений могут быть различными. [c.339]

Структурно чувствительные диффузионные эффекты в несовершенно образованных решетках имеют различное происхождение. Их большое значение в реакциях между твердыми веществами объясняется тем, что слой продукта реакции, в котором происходит диффузия, часто получается в условиях, затрудняющих кристаллизацию, вследствие чего в нем весьма вероятно образование многочисленных дефектов решетки. Некоторые из них могут иметь ту же природу, что и дефекты устойчивой кристаллической решетки в состоянии термодинамического равновесия, но количество их много больше. В таких случаях процесс диффузии может происходить с повышенной скоростью. Однако чаще перенос вещества с аномально большой скоростью обусловливается грубыми дефектами решетки. Решетка бывает очень несовершенной и даже рентгенографически аморфной. Вследствие малого размера кристаллов, а также вследствие сдвигов и трещин в плохообразованных кристаллах поверхность их может быть очень велика. Хотя механизм диффузии в решетках со столь сильно выраженными дефектами точно не установлен, из большого экспериментального материала следует, что элементы такой решетки обладают значительной по- движностью. Подвижность велика на поверхностях кристаллов даже при низких температурах, когда интенсивная диффузия внутри решетки невозможна. Таким образом, реакционная способность вещества в твердом состоянии сильно зависит от размера его частиц, пористости и от строения поверхности кристаллов. В этой связи можно указать на интересный обзор, сделанный Цименсом [11]. [c.397]

Для воды характерно существование нескольких полиморфных форм льда. В зависимости от температуры и давления, при которых происходит формирование кристаллической фазы, различают 13 видов льда. При обычных условиях устойчивым является лед, имеющий гексагональную структуру. Данными рентгеноструктурного анализа подтверждено, что в кристалле льда, имеющем молекулярную кристаллическую решетку, каждая молекула воды тетраэдрически окружена четырьмя другими молекулами, образующими с ней водородные связи (рис. 3). Подобное соединение молекул воды друг с другом способствует образованию пустот в кристаллической решетке льда. Такой рыхлой структурой объясняется аномально малая плотность воды в твердом состоянии. Свободные полости в структуре льда способствуют образованию клатратных соединений включения клеточного типа. Подобные образования могут давать молекулы таких газов, как С , НзЗ, метан и др. [c.9]