Реферат на тему:
Кристалічні й аморфні тверді тіла. Внутрішня будова кристалів
Кристалічні тіла мають певну температуру плавлення, незмінну при
сталому тиску; в’язкість аморфних речовин під час нагрівання
зменшується; вони переходять у рідкий стан, розм’якшуючись поступово.
Кристали характеризуються наявністю значних сил міжмолекулярної
взаємодії і зберігають сталим не лише свій об’єм, а й форму. Правильна
геометрична форма є істотною зовнішньою ознакою будь-якого кристала в
природних умовах. Розглядаючи окремі кристали, можна переконатися, що
вони обмежені плоскими, ніби шліфованими гранями у вигляді правильних
багатокутників.
Кристали певної речовини можуть мати різну форму, оскільки вона
залежить від умов їх утворення.
Монокристали і полікристали. Іноді весь шматок твердої речовини може
становити собою один кристал. Такі, наприклад, шматочки цукру, солі,
гірського кришталю тощо. Це все окремі кристали, їх називають
монокристалами. В інших випадках тіла складаються з безлічі кристалів,
які зрослися між собою. Кристалічну будову мають всі метали у твердому
стані. Тіло, яке складається з безлічі невпорядковано розміщених дрібних
кристалів називають полікристалічним, або полікристалом.
Анізотропія механічних властивостей монокристалів проявляється
насамперед у тому, що їх міцність у різних напрямах різна. Монокристали
легше руйнуються в одних напрямах, ніж в інших, і саме тому їх злами
плоскі.
Полікристалічні тіла є ізотропними, тобто їх фізичні властивості, як і
аморфних тіл, у всіх напрямках однакові. Це пояснюється тим, що
полікристали складають з величезної кількості невпорядковано
орієнтованих дрібних кристаликів, які зрослися між собою.
Широке застосування в сучасній фізиці і техніці дістали монокристали.
Майже всі напівпровідникові прилади – це монокристали зі спеціально
введеними домішками, які надають їм тих чи інших властивостей.
Внутрішня будова кристалів. Залежність фізичних властивостей кристалів
від напряму і правильність їхніх геометричних форм давали підстави для
припущення про впорядкованість частинок, які утворюють кристал.
Частинки, з яких складається кристал, при тепловому русі коливаються
навколо положень рівноваги, які називають вузлами.
Інші кристали мають складнішу будову. В їхніх вузлах містяться атоми
вуглецю. Вузол – це положення рівноваги частинки, яка входить до складу
кристала, тобто точка. Відстань між вузлами умовно позначає відстань між
центрами атомів і молекул.
Розрізняють чотири типи кристалів (і кристалічних решіток): іонні,
атомні, металічні і молекулярні.
Іонні кристали. У вузлах решітки іонних кристалів знаходяться позитивно
і негативно заряджені іони. Сили взаємодії між ними в основному
електростатичні.
Атомні кристали. Їхні кристалічні решітки утворюються внаслідок щільної
упаковки атомів, найчастіше однакових (під час взаємодії однакових
атомів іони не утворюються. Атоми, що знаходяться у вузлах, зв’язані із
своїми найближчими сусідами ковалентним зв’язком.
За умови ковалентного зв’язку електрони не переходять від одного атома
до іншого (іони не утворюються), а виникає одна чи кілька спільних
електронних пар.
Молекулярні кристали. У вузлах їх кристалічної решітки знаходяться
молекули речовини, зв’язок між якими забезпечується силами молекулярної
взаємодії.
Металічні кристали. У всіх вузлах гратки металічних кристалів розміщені
позитивні іони металу. Між ними хаотично, подібно до молекул газу,
рухаються електрони, які відокремилися від атомів під час кристалізації
металу. Разом з тим і електрони утримуються іонами в її межах. Наявність
вільних електронів у металі забезпечує добру електропровідність і
теплопровідність цих речовин.
Кожна частинка в кристалі (молекула, атом чи іон) знаходиться в певному
положенні рівноваги, в якому сили відштовхування і притягання з боку
інших частинок, які утворюють кристал, однакові.
Спостерігати і безпосередньо вимірювати сили, які діють на окремі
молекули, атоми чи іони, не можна.
Щодо деформації тіл. При малих деформаціях напруга ? прямо пропорційна
відносному видовженню ?.
У формулі закону Гука:
? = ?Е.
Властивість твердих тіл (або матеріалів, з яких вони виготовлені)
відновлювати свою форму і об’єм після припинення дії сили називають
пружністю.
Деформацію, яку має тіло після припинення дії сили, називають
залишковою. Найбільше навантаження, яке витримує зразок перед
розриванням, називають навантаженням межі міцності, а напругу, яка
відповідає цьому максимальному навантаженню, – межею міцності.
На пружність і пластичність тіл істотно впливає температура.
Однією з найважливіших механічних характеристик матеріалів є їхня
міцність, тому в основному саме завдяки їй стають надійними різні
споруди і машини. Під міцністю розуміють здатність матеріалу опиратися
руйнуванню і залишковій деформації, які виникають внаслідок зовнішніх
впливів.
На відміну від кристалічних аморфні тіла повністю ізотропні, тобто їх
властивості однакові в усіх напрямах. Аморфні тіла не мають певної
температури плавлення. Якщо, наприклад, нагрівати скло, воно стає м’яким
і тягучим.
Друга їх характерна властивість – пластичність. Таким чином, залежно
від характеру впливу (зокрема часу, протягом якого діє сила) аморфні
речовини поводять себе або як крихкі тверді тіла, або як дуже в’язкі
рідини.
Аморфний стан речовини нестійкий: через певний час аморфна речовина
переходить у кристалічну.
PAGE
PAGE 4
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
