Proprietățile Materiei: Solide

{h1}

Solidul este o stare de materie în care moleculele sunt împachetate strâns și de obicei dispuse într-un model regulat. Un obiect solid are o formă și un volum fixe.

Solidul este una dintre cele trei stări principale ale materiei, împreună cu lichidul și gazul. Materia este „chestiile” universului, atomii, moleculele și ionii care alcătuiesc toate substanțele fizice. Într-un solid, aceste particule sunt ambalate îndeaproape și nu sunt libere să se deplaseze în interiorul substanței. Mișcarea moleculară a particulelor dintr-un solid se limitează la vibrații foarte mici ale atomilor din jurul pozițiilor lor fixe; prin urmare, solidele au o formă fixă ​​dificil de schimbat. Solidele au, de asemenea, un volum definit; adică își păstrează dimensiunile indiferent de modul în care încercați să le schimbați.

Solidele sunt împărțite în două categorii principale, solidele cristaline și solidele amorfe, pe baza modului în care sunt dispuse particulele.

Solidele cristaline

Cristalin solidele sau cristalele sunt considerate „solide adevărate”. Mineralele sunt solide cristaline. Sarea comună de masă este un exemplu de acest tip de solid. În solidele cristaline, atomii, ionii sau moleculele sunt dispuse într-un model ordonat și simetric, care se repetă pe întregul cristal. Cea mai mică structură repetată a unui solid se numește celulă unitară, care este ca o cărămidă dintr-un perete. Celulele unitare se combină pentru a forma o rețea numită rețea de cristal. Există 14 tipuri de zăbrele, numite zăbrele Bravais (numite după Auguste Bravais, fizician francez din secolul al XIX-lea) și sunt clasificate în șapte sisteme de cristal bazate pe dispunerea atomilor. Pagina ChemWiki de la Universitatea din California, Davis listează aceste sisteme ca fiind cubice, hexagonale, tetragonale, romboedrice, ortorombe, monoclinice și triclinice.

În afară de aranjarea regulată a particulelor, solidele cristaline au câteva alte proprietăți caracteristice. În general sunt incompresibile, ceea ce înseamnă că nu pot fi comprimate în forme mai mici. Datorită structurii geometrice repetate a cristalului, toate legăturile dintre particule au o rezistență egală. Aceasta înseamnă că un solid cristalin va avea un punct de topire distinct, deoarece aplicarea căldurii va rupe toate legăturile în același timp.

Exista, de asemenea, solide cristaline anizotropie. Aceasta înseamnă că proprietăți precum indicele de refracție (cât de multă lumină se îndoaie când trece prin substanță), conductivitatea (cât de bine conduce electricitatea) și rezistența la tracțiune (forța necesară pentru a o despărți) variază în funcție de direcția de la care o forță este aplicat. Exista, de asemenea, solide cristaline clivaj; atunci când sunt despărțite, piesele vor avea suprafețe planificate sau margini drepte.

Tipuri de solide cristaline

Există patru tipuri de solide cristaline: solide ionice, solide moleculare, solide covalente în rețea și solide metalice.

Solidele ionice

Compușii ionici formează cristale care sunt compuse din ioni încărcați opus: o sarcină pozitivă cation și o taxă negativă anioni. Din cauza atracției puternice dintre sarcinile opuse, este nevoie de multă energie pentru a depăși legăturile ionice. Aceasta înseamnă că compușii ionici au puncte de topire foarte mari, adesea între 300 și 1.000 de grade Celsius (572 - 1.832 grade Fahrenheit).

În timp ce cristalele în sine sunt dure, fragile și neconductive, majoritatea compușilor ionici pot fi dizolvați în apă, formând o soluție de ioni liberi care va conduce electricitatea. Ele pot fi săruri binare simple, cum ar fi clorura de sodiu (NaCl) sau sare de masă, unde un atom al unui element metalic (sodiu) este legat de un atom de un element nemetalic (clor). Ele pot fi, de asemenea, compuse din ioni poliatomici, cum ar fi NH4NU3 (nitrat de amoniu). Ionii poliatomici sunt grupuri de atomi care împart electroni (numiți covalentă lipirea) și funcționează într-un compus ca și cum ar constitui un singur ion încărcat.

Solidele moleculare

Solidele moleculare sunt compuse din molecule legate covalent, atrase între ele de forțele electrostatice (numite forțe van der Waals, conform site-ului web HyperPhysics). Deoarece legătura covalentă presupune împărțirea electronilor și nu transferul direct al acestor particule, electronii partajați pot petrece mai mult timp în norul de electroni al atomului mai mare, provocând o polaritate slabă sau deplasând. Această atracție electrostatică între cei doi poli (dipoli) este mult mai slabă decât legătura ionică sau covalentă, astfel încât solidele moleculare tind să fie mai moi decât cristalele ionice și au puncte de topire mai mici (multe se vor topi la mai puțin de 100 C sau 212 F). Majoritatea solidelor moleculare sunt nepolare. Aceste solide moleculare nonpolare nu se dizolvă în apă, ci se dizolvă într-un solvent nonpolar, cum ar fi benzenul și octanul. Solidele moleculare polare, cum ar fi zahărul, se dizolvă ușor în apă. Solidele moleculare sunt neconductoare.

Exemple de solide moleculare includ gheață, zahăr, halogeni precum clorul solid (Cl2) și compuși constând dintr-un halogen și hidrogen cum ar fi clorura de hidrogen (HCl). „Buckyball-urile” florerene sunt, de asemenea, solide moleculare.

Rețele solide covalente

Într-o solidă de rețea, nu există molecule individuale. Atomii sunt legați covalent într-o rețea continuă, rezultând cristale uriașe. Într-un solid de rețea, fiecare atom este legat covalent la toți atomii din jur. Solidele de rețea au proprietăți similare cu solidele ionice. Sunt solide foarte dure, oarecum fragile, cu puncte de topire extrem de mari (mai mari de 1.000 C sau 1.800 F). Spre deosebire de compușii ionici, ei nu se dizolvă în apă și nici nu conduc electricitate.

Exemple de solide de rețea includ diamante, ametisti și rubine.

Solidele metalice

Metalele sunt solide opace, lustre, care sunt atât maleabile cât și ductile. Maleabil înseamnă că sunt moi și pot fi modelate sau presate în foi subțiri, în timp ce ductil înseamnă că pot fi trase în fire. Într-o legătură metalică, electronii de valență nu sunt donați sau împărțiți, ci sunt legături ionice și covalente. Mai degrabă, norii de electroni ai atomilor adiacenți se suprapun astfel încât electronii devin delocalizați. Electronii se deplasează cu relativă libertate de la un atom la altul pe întregul cristal.

Un metal poate fi descris ca o rețea de cationi pozitivi într-o "mare" de electroni negativi. Această mobilitate a electronilor înseamnă că metalele sunt foarte conducătoare de căldură și electricitate. Metalele tind să aibă puncte de topire ridicate, deși excepțiile notabile sunt mercurul, care are un punct de topire de minus 37,84 grade Fahrenheit (minus 38,8 Celsius) și fosforos, cu un punct de topire de 111,2 F (44 C).

Un aliaj este un amestec solid dintr-un element metalic cu o altă substanță. În timp ce metalele pure pot fi excesiv de maleabile și grele, aliajele sunt mai viabile. Bronzul este un aliaj de cupru și staniu, în timp ce oțelul este un aliaj de fier, carbon și alți aditivi.

Solidele amorfe

În amorf solide (literalmente "solide fără formă"), particulele nu au un model de zăpadă care se repetă. Se mai numesc „pseudo solide”. Exemple de solide amorfe includ sticla, cauciucul, gelurile și majoritatea materialelor plastice. Un solid amorf nu are un punct de topire definit; în schimb, se topește treptat pe o gamă de temperaturi, deoarece legăturile nu se rup toate odată. Aceasta înseamnă că un solid amorf se va topi într-o stare moale, maleabilă (credeți ceară de lumânare sau sticlă topită) înainte de a se transforma complet într-un lichid.

Solidele amorfe nu au o simetrie caracteristică, deci nu au planuri regulate de clivaj atunci când sunt tăiate; marginile pot fi curbate. Ei sunt numiti, cunoscuti izotropă deoarece proprietăți precum indicele de refracție, conductivitatea și rezistența la tracțiune sunt egale indiferent de direcția în care se aplică o forță.

Resurse aditionale

  • Universitatea de Stat din Frostburg: Chimie generală online
  • Florida State University Chimie și biochimie: Proprietățile solidelor
  • Universitatea din Liverpool: Introducere în cristalografie
  • Universitatea de Stat din Georgia: HyperPhysics
  • ChemWiki: manualul de e-mail dinamic pentru chimie






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Piscinele Publice: Cât De Murdare Sunt?
Piscinele Publice: Cât De Murdare Sunt?

De Ce Motocicletele Sunt Critice Pentru Sănătatea Din Africa Rurală (Op-Ed)
De Ce Motocicletele Sunt Critice Pentru Sănătatea Din Africa Rurală (Op-Ed)

Dinosaur Vinde Pentru Licitație De Peste 2 Milioane De Dolari. De Ce Paleontologii Sunt Dezamăgiți
Dinosaur Vinde Pentru Licitație De Peste 2 Milioane De Dolari. De Ce Paleontologii Sunt Dezamăgiți

Imagini: Acoperirea Zăpezii Din Lume Văzută Din Spațiu
Imagini: Acoperirea Zăpezii Din Lume Văzută Din Spațiu

Ce Este Chimia?
Ce Este Chimia?


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com