AMORFISET KIINTEÄT AINEET: RAKENNE, OMINAISUUDET, ESIMERKIT - KEMIA - 2026

Amorfista kiintoainetta ovat ne, joilla ei järjestyneen rakenteen, pitkän kantaman. Ne ovat päinvastoin kuin kiteinen kiinteä aine. Sen hiukkaset assosioituvat häiriöttömästi, samoin kuin nesteiden, mutta riittävän voimalla yhdistyäkseen kiinteään rakenteeseen.

Tämä amorfinen hahmo on yleisempi kuin luuletkaan; se on tosiasiassa yksi mahdollinen tila, jonka tiivistetty asia voi hyväksyä. Tällä ymmärretään, että mikä tahansa yhdiste, joka kykenee jähmettymään ja siten kiteytymään, voi myös agglomeroitua häiriöttömästi, jos kokeelliset olosuhteet sen sallivat.

Puuvillakarkki on esimerkki amorfisesta kiinteästä aineesta. Lähde: Pixabay.

Edellä mainittu koskee yleensä puhtaita aineita, olivatpa ne alkuaineita tai yhdisteitä. Mutta se pätee myös seoksiin. Monet kiinteät seokset ovat amorfisia, kuten puuvillasukkeja, suklaata, majoneesia tai perunamuusia.

Se, että kiinteä aine on amorfista, ei tee siitä vähemmän arvokasta kuin kiteinen. Rakenteellinen häiriö antaa toisinaan sille ainutlaatuisia ominaisuuksia, joita sillä ei olisi kiteisessä tilassa. Esimerkiksi aurinkosähköteollisuudessa amorfista piitä pidetään parempana kuin kiteistä tietyissä pienimuotoisissa sovelluksissa.

Amorfisten kiintoaineiden rakenne

Ero kiteisen rakenteen ja amorfisen rakenteen välillä. Lähde: Gabriel Bolívar.

Amorfisen kiinteän aineen rakenne on sotkuinen; sillä ei ole jaksollisuutta tai rakenteellista mallia. Yllä oleva kuva kuvaa tätä asiaa. A vastaa kiteistä kiinteää ainetta, kun taas B edustaa amorfista kiinteää ainetta. Huomaa, että B: ssä violetit rombit on järjestetty mielivaltaisesti, vaikka molemmat A: ssa ja B: ssä ovat samantyyppisiä vuorovaikutuksia.

Jos katselet myös B: tä, huomaat, että on välilyöntejä, jotka näyttävät olevan tyhjiä; ts. rakenteessa on puutteita tai epäsäännöllisyyksiä. Siksi osa amorfisen kiinteän aineen mikroskooppisesta tai sisäisestä häiriöstä johtuu siitä, että sen hiukkaset "on järjestetty" siten, että tuloksena olevalla rakenteella on monia puutteita.

Aluksi mainittiin amorfisten kiinteiden aineiden järjestysasteen laajuus. B: ssä on vain muutama roma, jotka näyttävät olevan linjassa siististi. Alueita voidaan tilata; mutta vain lähellä.

Amorfisen kiinteän aineen sanotaan sitten muodostuvan mittaamattomista pienistä kiteistä, joilla on erilaiset rakenteet. Kaikkien näiden rakenteiden summa lopulta muuttuu labyrintiiniseksi ja merkityksettömäksi: globaalista rakenteesta tulee amorfinen, joka koostuu loputtomista kiteisistä lohkoista, jotka ovat hajallaan kaikkialle.

ominaisuudet

Amorfisen kiinteän aineen ominaisuudet vaihtelevat sen sisältämien hiukkasten luonteen mukaan. On kuitenkin tiettyjä yleisiä ominaisuuksia, jotka voidaan mainita. Amorfiset kiinteät aineet voivat olla lasimaisia, kun niillä on samanlaisia ​​piirteitä kuin kiteillä; tai hyytelömäinen, hartsimainen tai pölyinen.

Koska niiden rakenteet ovat epäsäännöllisiä, ne eivät tuota luotettavia röntgendiffraktiospektrejä, samoin niiden sulamispisteet eivät ole tarkkoja, vaan kattavat pikemminkin joukon arvoja.

Esimerkiksi amorfisen kiinteän aineen sulamispiste voi olla välillä 20 - 60 ° C. Samaan aikaan kiteiset kiinteät aineet sulavat tietyssä lämpötilassa tai kapealla alueella, jos ne sisältävät paljon epäpuhtauksia.

Amorfisten kiinteiden aineiden eräs toinen ominaisuus on, että kun ne rikkoutuvat tai murtuvat, ne eivät ole peräisin litteillä pinnoilla varustettuja geometrisia fragmentteja, vaan epäsäännöllisiä sirpaleita, joissa on kaarevat pinnat. Kun ne eivät ole lasimaisia, ne näkyvät pölyisinä ja läpinäkymättöminä kappaleina.

Valmistautuminen

Tätä käsitettä olisi pidettävä enemmän kuin amorfisena kiinteänä aineena. Kaikki yhdisteet (ioniset, molekyyliset, polymeeriset, metalliset jne.) Kykenevät tietyssä määrin muodostamaan amorfisia ja ei-kiteisiä kiinteitä aineita, jos kokeelliset olosuhteet sallivat.

Esimerkiksi orgaanisissa synteeseissä kiinteät yhdisteet saadaan aluksi jauhemassoina. Sen epäpuhtauksien pitoisuus on niin suuri, että ne vaikuttavat sen molekyylijärjestykseen pitkällä tähtäimellä. Siksi, kun tuote kiteytyy uudestaan ​​ja uudestaan, kiinteä aine muuttuu yhä kiteisemmäksi; se on menettämässä amorfista luonnettaan.

Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että amorfiset kiinteät aineet ovat välttämättä epäpuhtaita aineita; monet heistä ovat amorfisia omalla kemiallisella luonteeltaan.

Puhdas aine voi kiinteytyä amorfisesti, jos sen neste jäähdytetään yhtäkkiä siten, että sen hiukkaset eivät kiteydy, vaan saavat lasisen muodon. Jäähdytys on niin nopeaa, että hiukkasilla ei ole tarpeeksi aikaa sopeutua kiteisiin lohkoihin, jotka tuskin pystyvät "syntymään".

Esimerkiksi vesi pystyy olemaan lasisessa, amorfisessa tilassa, ei vain jään muodossa.

Esimerkkejä amorfisista kiintoaineista

Mineraalit ja muovit

Obsidiaani on yksi harvoista tunnetuista amorfisista mineraaleista. Lähde: Pixabay.

Käytännössä mikä tahansa kiteinen materiaali voi olla amorfisessa muodossa (ja päinvastoin). Tämä tapahtuu joidenkin mineraalien kanssa, jotka geokemiallisista syistä eivät pystyneet muodostumaan muodollisesti tavanomaisia ​​kiteitään. Toiset taas eivät muodosta kiteitä, vaan lasia; näin on obsidiaanien tapauksessa.

Toisaalta polymeerillä on taipumus kiinteytyä amorfisesti, koska niiden molekyylit ovat liian suuria järjestäytyneen rakenteen määrittelemiseksi. Tähän tulee muun muassa hartseja, kumeja, polystyreenivaahtoa (anime), muoveja, teflonia ja bakeliittia.

Biologinen kudos

Biologiset kiinteät aineet ovat enimmäkseen amorfisia, kuten: elinkudos, iho, hiukset, sarveiskalvo jne. Samoin rasva ja proteiinit muodostavat amorfisia massoja; Asianmukaisella valmistuksella ne voivat kuitenkin kiteytyä (DNA-kiteet, proteiinit, rasvat).

Lasit

Lasi, amorfinen kiinteä aine

Vaikka se on jätetty melkein viimeiseksi, edustavin amorfinen kiinteä aine on ylivoimaisesti itse lasi. Sen koostumus on olennaisesti sama kuin kvartsin: SiO _{2: n}. Sekä kvartsi- että lasi ovat kolmiulotteisia kovalenttisia verkkoja; vain, että lasihila on sotkuinen, eripituisilla Si-O-sidoksilla.

Metallinen lasinäyte

Lasi on pohjimmiltaan amorfinen kiinteä aine, ja materiaalien, jotka saavat samanlaisen ulkonäön, sanotaan olevan lasimainen.

Hiili ja metallit

Meillä on amorfista hiiltä, ​​aktiivihiili on yksi tärkeimmistä sen imukyvystä. Lisäksi on amorfista piitä ja germaniumia, sähköisissä sovelluksissa, joissa ne toimivat puolijohteina.

Ja lopuksi, on amorfisia seoksia, jotka eivät muodosta kiteistä rakennetta metalli-atomiensa erojen vuoksi.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
2. Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
3. Rachel Bernstein ja Anthony Carpi. (2020). Kiinteiden aineiden ominaisuudet. Palautettu sivustolta: visionlearning.com
4. Wikipedia. (2020). Amorfinen kiinteä aine. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
5. Richard Zallen, Ronald Walter Douglas ja muut. (31. heinäkuuta 2019). Amorfinen kiinteä aine. Encyclopædia Britannica. Palautettu osoitteesta: britannica.com
6. Elsevier BV (2020). Amorfinen kiinteä aine. ScienceDirect. Palautettu osoitteesta: sciencedirect.com
7. Danielle Reid. (2020). Amorfinen kiinteä aine: määritelmä ja esimerkit. Tutkimus. Palautettu osoitteesta study.com
8. Rubikin kuutiokuva. (2008). Mikä on amorfinen materiaali? Palautettu osoitteesta: web.physics.ucsb.edu