Некристаллические твердые тела

Рентгеновские лучи показали, что существуют и такие твёрдые тела, в которых частицы расположены в беспорядке, подобно тому, как это наблюдается в жидкости или в газе. Такие некристаллические твёрдые тела называют стёклами, потому что обыкновенное стекло – это самый типичный пример некристалла. Иногда их ещё называют «твёрдыми жидкостями», потому что в них частицы расположены так же, как в жидкостях. В науке стёкла называются «аморфными телами». «Аморфный» – греческое слово; дословно оно означает «бесформенный»; такое название некристаллические тела получили потому, что им от природы не свойственна многогранная форма.

Как показывают новейшие исследования, некристаллические твёрдые тела и жидкости занимают по своему строению промежуточное место между кристаллами и газами: с одной стороны, расположение частиц в них гораздо менее правильно, чем в кристаллах; с другой стороны, оно всё же не так хаотично, как в газах, в нём тоже есть некоторый порядок.

Не следует понимать это так, что вообще не может быть аморфных многогранников. Некристаллическому твёрдому телу можно придать форму многогранника. Кто не видел, например, гранёные стеклянные бусы?

Это – многогранники, но от кристаллических многогранников они отличаются тем, что огранка придана им искусственно, руками человека. Кристаллы же сами, без помощи человека, образуют свои многогранные формы.

Микрокристаллическое строение металла
Микрокристаллическое строение металла. Сфотографировано с увеличением в более чем 200 раз.

Замечательно, что одно и то же вещество может встречаться как в кристаллическом, так и в некристаллическом виде, причём из аморфного состояния оно обычно постепенно само переходит в кристаллическое.

Представьте себе, что мы расплавили сахар. Что произойдёт, когда этот расплавленный сахар будет остывать и затвердевать? Оказывается, что если расплав остывает медленно, то при его затвердевании образуются кристаллы; если же остывание происходит очень быстро, образуется аморфный сахар (леденец).

Легко понять, почему это так. Представьте, что вам нужно построить правильными рядами беспорядочную толпу быстро двигающихся людей. Это легко сделать, если вы дадите людям время разойтись на определённые расстояния друг от друга, проверить своё положение, выровнять ряды.

Если же вы сразу крикнете: «Стоп!», то, конечно, никакого порядка у вас не получится. То же происходит и при застывании расплава. В жидком расплаве частицы движутся совершенно беспорядочно. При медленном застывании они постепенно выстраиваются в ряды, создают плоские сетки и пространственные решётки – образуются кристаллы. Если же застывание происходит очень быстро, частицы не успевают расположиться правильным строем, и расплав затвердевает в виде аморфного вещества.

Образование кристаллов зависит не только от скорости застывания расплава, но и от других условий, главным образом от вязкости расплава. Более вязкие расплавы чаще застывают в виде стёкол, а менее вязкие, то-есть более подвижные, – в виде кристаллов. И это легко понять: толпу подвижных физкультурников в спортивных костюмах проще и быстрее можно построить ровными рядами, чем толпу малоподвижных людей в шубах. Весьма подвижными оказываются, например, атомы металлов. Как бы быстро ни охлаждать расплавленный металл, он всё-таки всегда успевает закристаллизоваться.

Некристаллических твёрдых металлов не бывает. Обычно кристаллики, из которых состоят металлы, очень малы и не видны простым глазом; иногда их не разглядеть даже и в микроскоп, – и тогда на помощь приходят лучи Рентгена. С помощью этих лучей можно убедиться в том, что все затвердевшие металлы состоят из кристаллов, как это видно на фотографии выше. Даже ртуть, которую все привыкли видеть жидкой, и та на сорокаградусном морозе замерзает и становится кристаллической.

Далее: Аморфные тела закристаллизовываются

Удобный сайт для покупок детской одежды. . Вулкан игровые залы: Забирайте личные суперпризы у нас - rostov-gdo.ru!