Главная >> Химия 11 класс. Габриелян

Глава первая. Углеводороды и их природные источники

§ 10. Твёрдые вещества

В твёрдых веществах расстояние между частицами (молекулами, атомами, ионами), как и в жидкостях, сопоставимо с размерами самих частиц. Однако силы их взаимодействия настолько велики, что перемещение частиц относительно друг друга затруднено. Поэтому твёрдые вещества лишены такого характерного для жидкостей свойства, как текучесть, следовательно, тела, состоящие из твёрдых веществ, сохраняют не только объём, но и форму.

Твёрдые вещества по своему строению и свойствам подразделяют на кристаллические и аморфные.

Как вы знаете, атомы, молекулы или ионы твёрдых веществ, в отличие от жидкостей или газов, занимают строго определённое место в пространстве. Если соединить точки, в которых находятся частицы твёрдого вещества, воображаемыми линиями, то получается правильная пространственная решётка, называемая кристаллической. Вы знаете четыре типа кристаллических решёток: ионные, атомные, молекулярные и металлические, можете назвать физические свойства веществ, имеющих определённые кристаллические решётки, которые заметно различаются. Однако у всех кристаллических веществ есть одно общее свойство: каждое из них имеет свою, строго определённую температуру плавления.

Что же такое аморфные вещества? Это твёрдые вещества (рис. 74), так как они, подобно кристаллическим, сохраняют свою форму достаточно долго. Однако через длительный промежуток времени форма тел, изготовленных из таких веществ, всё же изменяется, и это сближает их с жидкостями. Например, восковая свеча, поставленная вертикально, через некоторое время утолщается внизу. Попробуйте проделать нечто подобное с обыкновенной жевательной резинкой или кусочком пластилина. Результат будет таким же. По мере повышения температуры процесс размягчения ускоряется. Определённой температуры плавления у аморфных веществ, в отличие от кристаллических, нет.

В аморфных веществах образующие их частицы не имеют определённого расположения по всему объёму, как в кристалле. Частицы, образующие аморфное вещество, расположены беспорядочно, и только ближние атомы или молекулы-соседи располагаются в относительном порядке.

Помните, как у Пушкина: «Вода и камень, лёд и пламень»? Камень у поэта — символ твёрдости. Вы, разумеется, сможете назвать причину этого свойства камня. Он, как кусочек горной породы, состоит преимущественно из оксида кремния (IV), который имеет атомную кристаллическую решётку, а отсюда и большую твёрдость. Так ли всё просто в химическом мире? Оказывается, оксид кремния (IV) может быть не только кристаллическим твёрдым веществом, но и аморфным.

В зависимости от условий затвердевания расплава (например, в зависимости от условий его охлаждения) в аморфном состоянии могут оказаться такие вещества, которые в обычном состоянии имеют кристаллическую структуру. Так, если расплавить кристалл кварца (оксида кремния (IV)), то при быстром его охлаждении образуется плавленый аморфный кварц, который имеет меньшую плотность, чем кристаллический. Это широко используют при изготовлении различных изделий (рис. 75).

Аморфное состояние веществ неустойчиво, и рано или поздно они из такого состояния переходят в кристаллическое. Например, в аморфном стекле под влиянием ударных нагрузок образуются мелкие кристаллы, и стекло мутнеет. Застывший твёрдый мёд засахаривается так же, как засахаривается при длительном хранении стекловидная карамель.

Пластическая сера (рис. 76, а), представляющая собой аморфное вещество, через некоторое время превращается в кристаллическую ромбическую серу (рис. 76, б) с молекулярной решёткой.

Таким образом, аморфные вещества по своей структуре можно рассматривать как очень вязкие жидкости, а по свойствам — как твёрдые вещества.

Продолжение >>>