はじめに
結晶性固体 およびアモルファス固体 原子、イオン、または分子から形成される 2 種類の固体です。分子、イオン、共有結合、および金属の結晶性固体 定義された構造を持つ成分から形成される結晶の主なタイプです。 アモルファス固体 明確な構造と正確な融点のない材料です。非晶質と結晶質の両方に明確な特徴があります。化学では、固体分子は、液体や気体ではなく、最終的な形状、強度、密度、剛性によって特徴付けられます。構造要素の並進運動がないため、固体は剛体です。ユニットは強い魅力で中央に保持されます。
結晶性固体
結晶性固体 または結晶は特徴的な内部構造を持ち、それが特徴的な平面または平面をもたらします。これらの平面は、マテリアル固有の角度で交差します。 X線に開示すると、材料を識別するために利用できる各構造によって固有のパターンが示されます。結晶のサイズは、角度の特徴や側面に依存しません。それらは、原子、分子、またはイオンの構成要素の空間における一貫して頻繁な構成を反映しています。たとえば、イオン結晶を切断すると、反発相互作用によって固体平面に沿って破砕され、元の結晶と同じ角度の新しい平面が作成されます。カット ダイヤモンドのような共有結合固体では、平面が交わる角度もランダムではなく、結晶内の炭素原子の配置によって決まります。
結晶性固体の用途
私たちが日常生活で使用している金属やセラミックスは、実は結晶体です。たとえば、鋼、銅合金、アルミニウム合金などはすべて結晶です 金属材料。金属の非常に急速な冷却などの特定の処理条件下では、金属は非晶質になる可能性があります .それらは金属ガラスと呼ばれます。同様に、Al2O3 や SiC などのセラミックスは結晶ですが、非晶質相に変換できます。典型的な例は SiO2 で、その結晶相 (石英など) とアモルファス相 (溶融シリカなど) が一般的です。
アモルファス固体
一般的に、アモルファス固体 2つの特徴があります。切断またはひび割れすると、不規則な、通常は曲面の破片が生成されます。また、それらの構成要素が規則的なグリッドに体系的に配置されていないため、X 線に開示されたときの配置が不明確になります。非晶質で半透明の固体はガラスと呼ばれます。液相が十分に急速に冷却されると、ほとんどの物質が固化して非晶質になります。ただし、一部の固体はアモルファスです 自然界では、それらの組成が安定した格子を形成するのに十分に一致していないか、格子を乱す不純物が含まれているためです。たとえば、水晶と石英ガラスは同じ化学組成と基本構成要素を共有していますが (どちらも SiO2 であり、結合した SiO4 四面体で構成されています)、空間内の原子の配置は異なります。結晶性石英は、ケイ素原子と酸素原子の高度に規則正しい配列で構成されており、原子は石英ガラス内でほぼランダムに配置されています。石英ガラスは、溶融した SiO2 が急速に (4K/分) 冷却されると形成され、鉱物店で販売されている大きな理想的または無傷の石英結晶は、数千年にわたって冷却されています。対照的に、アルミニウムははるかに速く結晶化します。アモルファス アルミニウムは、液体が 4 × 1013 K/s という驚くべき速度で冷却されるときにのみ形成され、原子が規則的なネットワークに組織化するのを防ぎます。
アモルファス固体の使用
例としては、ゴム、ガラス、プラスチック、シリカなどがあります。
ガラスは、食品の缶、炭酸飲料のボトル、その他の包装、ガラス製品、台所用品、その他の食器の製造や建設に広く使用されています。ゴムは革製のバッグ、靴、ロープ、その他の産業資材の原料として使用されます。プラスチックは、化学繊維、タッパーウェア、ベークライト ボード、ナイロン ロープなどの製造に広く使用されています。
シリカは、ソーラー パネルで太陽エネルギーを電気に変換するために使用される光起電材料と見なされています。
アモルファス固体と結晶固体の違い
結晶質の実質的な違いのいくつか およびアモルファス固体 を以下に示します:-
結晶性固体 明確な構造と鋭い融点を持つが、非晶質の固体 明確な構造と鋭い融点を持たない.
結晶性固体の成分は、結晶格子内で広く秩序化されています。しかし、無定形の固体では、成分に順序がありません。
結晶性固体 非晶質固体は無限の融解熱を持ちますが、明確な融解熱があります。
結晶性固体の異方性は異方性であり、アモルファスの異方性は等方性です。
結晶の性質は真の固体ですが、アモルファス 疑似立体を持っています。
結論
固体は、原子、イオン、または分子の微細な 3 次元配置によって特徴付けられ、その構成要素は多くの場合、その位置に固定されています。コンポーネントは、規則的に繰り返される 3 次元格子 (格子) に配置され、結晶性固体 になります。 、または多かれ少なかれ恣意的に、アモルファス固体 . 結晶性固体 明確なエッジと面を持ち、X 線を曲げ、鋭い融点を持つ傾向があります。非晶質固体は、曲面または不規則性を持ち、十分に分解された X 線回折パターンを示さず、広範囲のスペクトルの温度で融解します。 結晶性固体 非晶質固体 の構成要素は、均一な分子間力によって結合された規則正しい格子を持っています。 規則的な格子に配置されていません。
