Тверді речовини – хімія
У твердих речовинах відстань між частками (молекулами, атомами, іонами), як і в рідинах, порівнянно з розмірами самих частинок. Однак сили їх взаємодії настільки великі, що переміщення частинок відносно один одного утруднено. Тому тверді речовини позбавлені такого характерного для рідин властивості, як плинність, отже, тіла, що складаються з твердих речовин, зберігають не тільки обсяг, але і форму.
Тверді речовини за своєю будовою і властивостями підрозділяють на кристалічні і аморфні.
Як ви знаєте, атоми, молекули або іони твердих речовин, на відміну від рідин або газів, займають певне місце в просторі. Якщо з’єднати точки, в яких знаходяться частинки твердої речовини, уявними лініями, то виходить правильна просторова решітка, звана кристалічної. Ви знаєте чотири типи кристалічних граток: іонні, атомні, молекулярні і металеві, можете назвати фізичні властивості речовин, що мають певні кристалічні решітки, які помітно різняться. Однак у всіх кристалічних речовин є одна загальна властивість: кожне з них має свою, строго певну температуру плавлення.
Що ж таке аморфні речовини? Це тверді речовини (рис. 74), так як вони, подібно кристалічним, зберігають свою форму досить довго. Однак через тривалий проміжок часу форма тіл, виготовлених з таких речовин, все ж змінюється, і це зближує їх з рідинами. Наприклад, воскова свічка, поставлена вертикально, через деякий час потовщується внизу. Спробуйте зробити щось подібне зі звичайною жувальною гумкою або шматочком пластиліну. Результат буде таким же. У міру підвищення температури процес розм’якшення прискорюється. Певної температури плавлення у аморфних речовин, на відміну від кристалічних, немає.
У аморфних речовинах утворюють їх частки не мають певного розташування по всьому об’єму, як у кристалі. Частинки, що утворюють аморфна речовина, розташовані безладно, і тільки ближні атоми або молекули-сусіди розташовуються у відносному порядку.
Пам’ятаєте, як у Пушкіна: “Вода і камінь, лід і полум’я”? Камінь у поета – символ твердості. Ви, зрозуміло, зможете назвати причину цієї властивості каменю. Він, як шматочок гірської породи, складається переважно з оксиду кремнію (IV), який має атомну кристалічну решітку, а звідси й більшу твердість. Чи так усе просто в хімічному світі? Виявляється, оксид кремнію (IV) може бути не тільки кристалічним твердим речовиною, але й аморфним.
Залежно від умов затвердіння розплаву (наприклад, в залежності від умов його охолодження) в аморфному стані можуть виявитися такі речовини, які в звичайному стані мають кристалічну структуру. Так, якщо розплавити кристал кварцу (оксиду кремнію (IV)), то при швидкому його охолодженні утворюється плавлений аморфний кварц, який має меншу щільність, ніж кристалічний. Це широко використовують при виготовленні різних виробів (рис. 75).
Аморфний стан речовин нестійка, і рано чи пізно вони з такого стану переходять у кристалічний. Наприклад, в аморфному склі під впливом ударних навантажень утворюються дрібні кристали, і скло каламутніє. Застиглий твердий мед зацукровується так само, як зацукровується при тривалому зберіганні склоподібна карамель.
Пластична сірка (рис. 76, а), що представляє собою аморфне речовина, через деякий час перетворюється на кристалічну ромбічну сірку (рис. 76, б) з молекулярною гратами.
Аморфні і кристалічні речовини, будучи крайніми полюсами твердого стану речовини, тим не менше можуть зустрічатися одночасно в одному і тому ж речовині. Багато полімери, представляючи в цілому аморфні речовини, разом з тим мають ділянки кристалічної структури. Цим визначається, наприклад, висока міцність поліпропіленового і капронового волокон.
Слово “аморфний” (безформний) у свідомості багатьох несе в собі негативний відтінок. Очевидно, це справедливо для характеристики особистісних якостей людини. У світі хімічних речовин і матеріалів все навпаки. Саме аморфні речовини є нам в блиску дорогоцінного перлів, в медовому світінні бурштину, в скромному чарівливості напівкоштовних опалу та халцедону, в чарівному різнобарвності вітражів і мозаїки, у дивовижної грі світла кришталю і блиску дзеркальних вітрин (рис. 77).
Аморфність – цінна якість полімерів, так як воно обумовлює таке їх технологічне властивість, як термопластичность. Саме завдяки їй полімер можна витягнути в найтоншу нитку, перетворити на прозору плівку або відлити у виріб самої хитромудрої форми (рис. 78).
Існування аморфних речовин ще раз доводить велику філософську істину, що все в світі відносно… Давайте ще раз подивимося на вивчений раніше матеріал під цим кутом зору.
Щодо твердження про те, що поділ елементів на метали і неметали універсально. Цілий ряд хімічних елементів володіє прикордонними властивостями: це і германій, і сурма, і олово.
Один з найбільш яскравих прикладів – двоїсте становище водню в двох різко полярних групах Періодичної системи Д. І. Менделєєва.
Розподіл хімічного зв’язку на типи носить умовний характер, так як всі ці типи характеризуються певним єдністю. Іонну зв’язок можна розглядати як граничний випадок ковалентного полярної хімічного зв’язку. Металева зв’язок поєднує ковалентное взаємодія атомів за допомогою обобществленних електронів і електростатичне тяжіння між цими електронами і іонами металів.
У речовинах часто відсутні граничні випадки хімічного зв’язку (або “чисті” хімічні зв’язки). Наприклад, фторид літію LiF відносять до з’єднань з іонною хімічним зв’язком. Фактично ж хімічний зв’язок в ньому на 80% іонна і на 20% ковалентний. Правильніше тому, очевидно, говорити про ступінь полярності (ионности) хімічного зв’язку.
Різні типи хімічних зв’язків можуть утворюватися в одних і тих же речовинах, наприклад:
1) в лугах між атомами кисню і водню в гидроксогруппами зв’язок ковалентний полярна, а між металом і гидроксогруппами – іонна;
2) в солях кисневмісних кислот між атомами неметалла і киснем в кислотному залишку – ковалентний полярна, а між металом і кислотним залишком – іонна;
3) в солях амонію, метіламмонія і т. П. Між атомами азоту і водню – ковалентний полярна, а між іонами амонію або метіламмонія і кислотним залишком – іонна;
4) в пероксид металів (наприклад, Na202) зв’язок між атомами кисню ковалентний неполярний, а між металом і киснем – іонна і т. Д.
(2 votes, average: 4.50 out of 5)