Существует три основных состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. Они классифицируются на основе их структуры молекул, ионов и атомов, которые расположены в правильном порядке или разбросаны. Кроме того, твердые вещества на основе их кристаллической структуры можно разделить на кристаллические и аморфные. Оба этих твердых вещества можно различить по их химическим и физическим свойствам.
Кристаллический против аморфного
Разница между кристаллическими и аморфными заключается в их строении. В то время как кристаллы имеют более фиксированную форму, а ионы расположены в определенной структуре, известной как кристаллическая решетка. Однако в случае аморфного вещества молекулы внутри твердого тела разбросаны и не расположены в каком-либо определенном порядке.
Таблица сравнения кристаллических и аморфных
| Параметр сравнения | Кристаллический | Аморфный |
| Состав | Ионы с регулярным рисунком | Ионы со случайной структурой |
| Температура плавления | Фиксированная температура плавления | Нефиксированная температура плавления |
| Физические свойства | Анизотропный | Изотропный |
| Симметрия | Симметричный | Несимметричный |
| Пример | Кварцевый | Стекло |
Что такое кристаллический?
Кристаллическое твердое тело, также обозначаемое как кристалл, представляет собой твердый материал, состоящий из атомов или ионов, которые расположены в упорядоченной микроскопической структуре, которая дополнительно формирует кристаллическую решетку, которая распространяется во всех направлениях. Все твердые кристаллические вещества имеют фиксированную температуру плавления. Расположение атомов внутри кристалла называется кристаллической структурой. Атомы образуют периодическое расположение. Хотя не все твердые тела являются кристаллами.
Кристаллическая структура представлена его элементарными ячейками. Затем элементарные ячейки складываются в трехмерный формат для создания кристалла. Кристаллы обычно узнаваемы по их отчетливой форме, которая состоит из плоской поверхности и острых углов. Трудно отличить кристаллическое от некристаллического, просто ощущая или глядя на них. Их можно различать по химическим и физическим свойствам.
Кристаллическому твердому веществу требуется экстремальная температура, чтобы разрушить его межмолекулярную силу. У них фиксированная температура кипения и плавления, поскольку они имеют однородное расположение молекул. Хотя, когда они разрезаются в каком-либо конкретном направлении, физические свойства меняются, и, следовательно, это известно как анизотропное.
В некоторых случаях кристаллическое твердое вещество в результате охлаждения превращается в аморфное. Например, кварц представляет собой кристалл, в котором атомы кислорода и кремния расположены в упорядоченной форме, но при охлаждении он может привести к образованию стекла с А-структурой. Часто процесса кристаллизации избегают, чтобы получить аморфное твердое вещество в качестве конечного продукта для промышленных целей.
Кроме того, кристаллы можно сгруппировать в 7 различных типов на основе решеток и линий, а именно тетрагональные, гексагональные, ромбические, тригональные, триклинные, кубические и моноклинные. Кристаллическое твердое вещество также определяется типом частиц, из которых они состоят, и их химической связью. Основываясь на этом, кристаллическое твердое вещество может быть четырех видов: ионное, ковалентное, металлическое и молекулярное.
Что такое аморфный?
Аморфный произошло от греческого слова, означающего «бесформенный». Они имеют неправильное расположение составляющих твердых частиц. Эти блоки подобны основной структурной единице, которая находится в соответствующей кристаллической фазе аналогичного соединения.
В аморфном твердом теле отсутствует надлежащий трехмерный дальний порядок кристаллического материала. Вещество может быть твердым или жидким, в зависимости от связи между элементарными строительными блоками. Твердые вещества имеют высокий уровень связи, тогда как жидкости имеют низкий уровень связи.
Аморфное твердое вещество не имеет фиксированной температуры плавления, и преобразование твердого вещества в жидкость может происходить в различных диапазонах температур. Аморфные твердые тела обычно изотропны (обладают однородными свойствами во всех направлениях).
Любое кристаллическое твердое вещество можно сделать аморфным путем быстрого охлаждения. Они не позволяют своим частицам располагаться в кристаллическом формате. Аморфное твердое вещество может быть преобразовано обратно в кристаллическое твердое вещество, которое остается на более длительный период ниже его точки плавления. Внутренняя структура аморфного вещества состоит из связанных между собой структурных блоков, они имеют сходство с кристаллическим материалом.
Аморфное твердое тело состоит как из природных, так и из искусственных веществ. Самый распространенный пример аморфного, который замечают, - это стекло. Немногие другие аморфные твердые вещества представляют собой пленочные смазки, металлические стекла, полимеры и гели. Если жидкую фазу быстро охладить, любой материал может затвердеть в аморфное твердое тело.
Основные различия между кристаллическим и аморфным
- Кристаллическое твердое тело чрезвычайно структурировано по своей природе, молекулы внутри твердого тела организованы в упорядоченный узор, также известный как кристаллическая решетка. С другой стороны, аморфное твердое вещество совсем не структурировано, молекулы внутри твердого тела неорганизованы.
- Кристаллическое твердое вещество имеет фиксированную температуру плавления, но аморфное твердое вещество не имеет фиксированной температуры плавления. Они плавятся при разных температурах.
- Кристаллические твердые тела анизотропны, тогда как аморфные твердые тела изотропны.
- Кристаллическое твердое тело симметрично по своей природе, тогда как аморфное твердое тело по своей природе несимметрично.
- Примером кристаллического является кварц, а примером аморфного - стекло.
Вывод
Есть три состояния материи: твердое тело, жидкость и газ. Все зависит от того, насколько близко или далеко друг от друга упакованы молекулы. Кроме того, твердые вещества делятся на два широких типа, а именно кристаллические и аморфные. Их можно отличить друг от друга по структуре, температуре плавления, физическим свойствам и симметрии.
Кристаллические твердые тела имеют определенную форму и структуру. Молекулы внутри твердого тела расположены в определенном порядке. У них фиксированная температура плавления. Кристалл анизотропен. Аморфные, с другой стороны, также известны как псевдотвердые тела. Молекулы внутри не расположены в каком-либо шаблоне или формате. У них разные температуры плавления. Они неправильной формы.
использованная литература
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169409X01000977
- https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=Pl1b_yhKH-YC&oi=fnd&pg=PP1&dq=crystalline&ots=d7r_cEFX-f&sig=yfunsduS0YhIFEujbVKyNyTgUKc
- https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00018738600101911
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1659873
