AMORFNE KRUTE TVARI: STRUKTURA, SVOJSTVA, PRIMJERI - KEMIJA

U amorfne tvari su one bez naredio strukture dugog dometa. Oni su suprotni onome što je poznato kao kristalna kruta tvar. Čestice se udružuju na neuredan način, slično kao u tekućinama, ali s dovoljno sile da se spoji u čvrstu strukturu.

Ovaj je amorfan lik češći nego što možda mislite; to je u stvari jedno od mogućih stanja koja kondenzirana materija može usvojiti. Pod tim se podrazumijeva da bilo koji spoj koji se može učvrstiti i, stoga, kristalizirati, također može aglomerati na neuredan način ako eksperimentalni uvjeti to dopuštaju.

Bombonski bombon je primjer amorfne krute tvari. Izvor: Pixabay.

Navedeno se obično odnosi na čiste tvari, bilo da su elementi ili spojevi. Ali vrijedi i u slučaju smjesa. Mnoge čvrste smjese su amorfne, poput bombona od pamuka, čokolade, majoneze ili pire krumpira.

Činjenica da je krutina amorfna ne čini je manje vrijednom od kristalne. Strukturni poremećaj ponekad ga obdaruje jedinstvenim svojstvima koja ne bi pokazala u kristalnom stanju. Primjerice, u fotonaponskoj industriji za određene primjene u malim količinama preferira se amorfni silicij nad kristalnim.

Struktura amorfnih krutih tvari

Razlika između kristalne strukture i amorfne strukture. Izvor: Gabriel Bolívar.

Struktura amorfne čvrste tvari je neuredna; nedostaje mu periodičnost ili strukturni uzorak. Slika iznad ilustrira ovu točku. A odgovara kristalnoj krutini, dok B predstavlja amorfnu krutu tvar. Imajte na umu da su u B ljubičasti rombovi raspoređeni proizvoljno, iako i u A i B postoje iste vrste interakcija.

Ako pogledate i B, vidjet ćete da postoje prostori koji izgledaju prazni; to jest, konstrukcija ima nedostatke ili nepravilnosti. Stoga je dio mikroskopskog ili unutarnjeg poremećaja amorfne krute tvari zbog toga što su njegove čestice "raspoređene" na takav način da rezultirajuća struktura ima mnogo nesavršenosti.

Isprva je spomenuto područje u stupnju uređenosti amorfnih krutih tvari. U B-u postoji samo par romba koji su, čini se, uredno poredani. Mogu biti naručene regije; ali samo iz blizine.

Za amorfnu krutu tvar se kaže da se sastoji od nemjerljivih sitnih kristala različitih struktura. Zbroj svih tih struktura postaje labirintin i besmislen: cjelokupna struktura postaje amorfna, sastavljena od beskrajnih kristalnih blokova raspršenih posvuda.

Svojstva

Svojstva amorfne krute tvari variraju ovisno o prirodi njegovih sastavnih čestica. Međutim, postoje određene opće karakteristike koje se mogu spomenuti. Amorfne krute tvari mogu biti staklaste, kada imaju slične aspekte kao i kristali; ili želatinozne, smolaste ili prašnjave.

Budući da su njihove strukture neuredne, oni ne stvaraju pouzdane spektralne difrakcije rendgenskih zraka, a točke njihova tališta nisu precizne, već prekrivaju niz vrijednosti.

Na primjer, talište amorfne krute tvari može biti u rasponu od 20 do 60 ° C. U međuvremenu se kristalne krute tvari tope na određenoj temperaturi ili u uskom rasponu ako sadrže mnogo nečistoća.

Još jedna karakteristika amorfnih krutih tvari je da kada se razbiju ili lome, ne potječu od geometrijskih fragmenata s ravnim licima, već nepravilnih ulomaka s zakrivljenim licima. Kad nisu staklasti, pojavljuju se kao prašnjava i neprozirna tijela.

priprema

Ovaj koncept, više od amorfne čvrste tvari, treba tretirati kao 'amorfno stanje'. Svi spojevi (ionski, molekularni, polimerni, metalni, itd.) Sposobni su do određene točke i, ako eksperimentalni uvjeti to dopuštaju, formirati amorfne i nekristalne krute tvari.

Na primjer, u organskim sintezama kruti spojevi se u početku dobivaju u obliku praškaste mase. Sadržaj nečistoće je toliko visok da dugoročno utječu na njegov molekularni poredak. Zbog toga, kad se proizvod prekristalizira iznova i iznova, krutina postaje sve kristalnija; ona gubi svoj amorfan karakter.

To, međutim, ne znači da su amorfne čvrste tvari nužno nečisti materijali; nekoliko njih je amorfno po svojoj kemijskoj prirodi.

Čista tvar se može amorfno stvrdnuti ako se njezina tekućina iznenada ohladi, na način da se njezine čestice ne kristaliziraju, već umjesto toga usvoje staklastu konfiguraciju. Hlađenje je tako brzo da čestice nemaju dovoljno vremena za smještaj kristalnih blokova koji jedva uspijevaju "roditi se".

Voda, na primjer, može postojati u staklenom, amorfnom stanju, a ne samo kao led.

Primjeri amorfnih krutih tvari

Minerali i plastika

Obsidijan je jedan od rijetkih amorfnih minerala koji su poznati. Izvor: Pixabay.

Gotovo svaki kristalni materijal može se prilagoditi amorfnom obliku (i obrnuto). To se događa s nekim mineralima, koji iz geokemijskih razloga nisu mogli formalno uspostaviti svoje uobičajene kristale. Drugi, s druge strane, ne tvore kristale već staklo; takav je slučaj s obsidijanom.

S druge strane, polimeri imaju tendenciju amorfnog stvrdnjavanja, jer su njihove molekule prevelike da bi mogle definirati uređenu strukturu. Tu dolaze, između ostalog, smole, gume, polistirenska pjena (anime), plastika, teflon, bakelit.

Biološko tkivo

Biološke čvrste tvari su uglavnom amorfne, poput tkiva organa, kože, kose, rožnice itd. Isto tako, masti i bjelančevine tvore amorfne mase; Međutim, uz pravilnu pripremu, oni mogu kristalizirati (DNK kristali, proteini, masti).

Naočale

Staklo, amorfna kruta tvar

Iako je preostala gotovo zadnja, najreprezentativnija amorfna kruta tvar je daleko samo staklo. Njegov sastav je u biti isti kao onaj od kvarca: SiO ₂. I kvarcni kristal i staklo trodimenzionalne su kovalentne mreže; samo što je staklena rešetka neuredna, sa Si-O vezama različitih duljina.

Uzorak od metalnog stakla

Staklo je najvažnija amorfna kruta tvar, a za materijale koji poprimaju sličan izgled kaže se da imaju staklasto stanje.

Ugljik i metali

Imamo amorfni ugljen, a aktivni ugljen je jedan od najvažnijih njegovih upijajućih kapaciteta. Također, tu su i amorfni silicij i germanij, s elektroničkim aplikacijama u kojima djeluju kao poluvodiči.

I na kraju, postoje amorfne legure koje ne uspostavljaju kristalnu strukturu zbog nejednakosti svojih metalnih atoma.

Reference

Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
Rachel Bernstein i Anthony Carpi. (2020). Svojstva krutih tvari. Oporavilo od: visionlearning.com
Wikipedia. (2020). Amorfna kruta tvar. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
Richard Zallen, Ronald Walter Douglas i drugi. (31. srpnja 2019.). Amorfna kruta tvar. Encyclopædia Britannica. Oporavilo od: britannica.com
Elsevier BV (2020). Amorfna kruta tvar. ScienceDirect. Oporavilo od: sciencedirect.com
Danielle Reid. (2020). Amorfna kruta tvar: definicija i primjeri. Studija. Oporavilo od: study.com
Rubikova umjetnička kocka. (2008). Što je amorfni materijal? Oporavak od: web.physics.ucsb.edu

AMORFNE KRUTE TVARI: STRUKTURA, SVOJSTVA, PRIMJERI - KEMIJA - 2026