고체 상태가 응축 또는 고체를 만들 수 집계를 문제가있는 주요 방법 중 하나입니다. 바다와 바다를 제외한 전체 지구의 지각은 고체의 잡색의 덩어리입니다. 고체 상태의 물체의 예로는 책, 돌 또는 모래 알갱이가 있습니다.
우리는 전자와 원자 또는 분자의 반발력 덕분에 고체와 상호 작용할 수 있습니다. 액체 나 가스와는 달리 심하게 독성이없는 한 우리 손은 그것들을 통과 할 수없고 오히려 무너 지거나 흡수됩니다.
이 말의 나무 조각상은 강한 응집력을 가진 천연 고분자로 만들어졌습니다. 출처 : Pxhere.
고체는 일반적으로 액체 나 기체보다 취급 또는 저장이 훨씬 쉽습니다. 입자가 미세하게 분할되지 않는 한, 바람의 흐름은 다른 방향으로 그것을 전달하지 않습니다. 그들은 원자, 이온 또는 분자의 분자간 상호 작용에 의해 정의 된 공간에 고정되어 있습니다.
견고한 개념
고체는 단단한 부피와 모양이있는 물질의 상태입니다. 고체 상태의 물질이나 물체를 형성하는 입자는 한곳에 고정되어 쉽게 압축되지 않습니다.
이 물질 상태는 화학 및 물리학 측면에서 가장 다양하고 풍부합니다. 우리는 이온 성, 금속성, 원 자성, 분자 성, 공유 성 고체를 가지고 있으며 각각 고유 한 구조 단위를 가지고 있습니다. 즉, 자체 결정으로. 그들의 집합 모드가 질서있는 내부 구조를 설정하는 것을 허용하지 않을 때, 그들은 무정형이되고 복잡해집니다.
고체 상태에 대한 연구는 신소재의 설계와 합성에 수렴합니다. 예를 들어, 천연 고체 인 목재는 장식용 재료와 주택 건설에도 사용되었습니다.
다른 고체 재료는 자동차, 비행기, 선박, 우주선, 원자로, 스포츠 용품, 배터리, 촉매 및 기타 많은 물체 또는 제품의 제조를 허용합니다.
고체의 일반적인 특성
봄과 나무, 캘리퍼의 구성 요소, 고체의 예
고체의 주요 특성은 다음과 같습니다.
-그들은 질량, 부피 및 모양을 정의했습니다. 예를 들어, 가스는 저장하는 용기에 따라 다르기 때문에 끝이나 시작이 없습니다.
-그들은 매우 조밀합니다. 고체는 액체와 기체보다 밀도가 높은 경향이 있습니다. 규칙에는 몇 가지 예외가 있지만 특히 액체와 고체를 비교할 때 그렇습니다.
-입자를 분리하는 거리가 짧습니다. 이것은 그들이 각각의 볼륨에서 매우 응집력이 있거나 압축되었음을 의미합니다.
-분자간 상호 작용은 매우 강합니다. 그렇지 않으면 존재하지 않고 지상 조건에서 녹거나 승화됩니다.
고체, 액체 및 기체 입자의 차이점
-고체의 이동성은 일반적으로 물질적 관점에서뿐만 아니라 분자 적으로도 상당히 제한적입니다. 입자는 고정 된 위치에 갇혀 있으며 진동 만 가능하지만 이동하거나 회전 할 수는 없습니다 (이론상).
속성
녹는 점
모든 고체는 공정에서 분해되지 않는 한, 좋은 열 전도 체인지 여부에 관계없이 특정 온도, 즉 융점에서 액체 상태로 이동할 수 있습니다. 이 온도에 도달하면 입자가 마침내 흐르고 고정 된 위치에서 빠져 나갑니다.
이 융점은 고체의 특성, 상호 작용, 몰 질량 및 결정 격자 에너지에 따라 달라집니다. 일반적으로 이온 성 고체 및 공유 네트워크 (예 : 다이아몬드 및 이산화 규소)는 융점이 가장 높은 경향이 있습니다. 분자 고체는 가장 낮습니다.
다음 이미지는 얼음 조각 (고체 상태)이 어떻게 액체 상태로 변하는 지 보여줍니다.
화학 양론
분자간 상호 작용을 통해 이러한 방식으로 결합 할 수있는 화합물이기 때문에 고체의 대부분은 분자입니다. 그러나 다른 많은 것들은 이온 성이거나 부분적으로 이온 성이므로 그 단위는 분자가 아니라 세포, 즉 일련의 원자 또는 이온이 순서대로 배열되어 있습니다.
여기에서 그러한 고체의 공식이 전하의 중성을 존중해야하며 구성과 화학 양 론적 관계를 나타냅니다. 예를 들어, 가설 공식이 A 2 B 4 O 2 인 고체 는 A 원자 수가 O (2 : 2)와 동일한 수를 갖는 반면 B 원자 수가 두 배 (2 : 4)임을 나타냅니다.
화학식 A 2 B 4 O 2 의 아래 첨자 는 정수이며, 이는 화학 양 론적 고체임을 나타냅니다. 많은 고체의 조성은 다음 공식으로 설명됩니다. A, B 및 O에 대한 요금은 0이되어야합니다. 그렇지 않으면 양전하 또는 음전하가 발생하기 때문입니다.
고체의 경우 일반적으로 액체와 기체의 구성이 더 간단하기 때문에 공식을 해석하는 방법을 아는 것이 특히 유용합니다.
결함
고체의 구조는 완벽하지 않습니다. 그들은 결점이나 결함을 나타내지 만 결정적 일 수 있습니다. 액체 나 기체는 그렇지 않습니다. 주변에서 "탈구"되었다고 미리 말할 수있는 액체 물의 영역은 없습니다.
이러한 결함은 고체가 단단하고 부서지기 때문에 초 전성 및 압전성과 같은 특성을 나타내거나 정의 된 구성을 갖는 것을 중단합니다. 즉, 비 화학 양 론적 고체입니다 (예 : A 0.4 B 1.3 O 0.5 ).
반동
고체는 일반적으로 액체 및 기체보다 반응성이 낮습니다. 그러나 화학적 원인 때문이 아니라 그 구조가 반응물이 내부의 입자를 공격하는 것을 방지하고 먼저 표면에있는 입자와 반응하는 것을 방지하기 때문입니다. 따라서 고체를 포함하는 반응은 더 느린 경향이 있습니다. 분쇄되지 않는 한.
고체가 분말 형태 일 때 작은 입자는 반응 할 면적이나 표면이 더 큽니다. 그렇기 때문에 미세한 고체는 빠르게 발화하거나 다른 물질이나 화합물과 접촉하여 격렬하게 반응 할 수 있기 때문에 잠재적으로 위험한 시약으로 표시되는 경우가 많습니다.
종종 고체는 반응 매질에 용해되어 시스템을 균질화하고 더 높은 수율로 합성을 수행합니다.
물리적 인
녹는 점과 결함을 제외하고 지금까지 말한 것은 물리적 특성보다 고체의 화학적 특성에 더 많이 해당합니다. 물질의 물리학은 빛, 소리, 전자 및 열이 결정질, 무정형, 분자 등 고체와 어떻게 상호 작용하는지에 깊이 초점을 맞추고 있습니다.
이것은 플라스틱, 탄성, 경질, 불투명, 투명, 초전도, 광전, 미세 다공성, 강자성, 절연 또는 반도체 고체로 알려진 것이 들어오는 곳입니다.
예를 들어 화학에서 자외선이나 가시 광선을 흡수하지 않는 재료는 UV-Vis 분광 광도계 용 측정 셀을 만드는 데 사용되기 때문에 관심이 있습니다. 적외선 스펙트럼을 획득하여 화합물을 특성화하거나 반응의 진행을 연구하려는 경우 적외선 복사에서도 마찬가지입니다.
고체의 모든 물리적 특성을 연구하고 조작하려면 새로운 재료를위한 무기, 생물학적, 유기 또는 유기 금속 구조의 "조각"을 선택하는 합성 및 설계뿐만 아니라 엄청난 헌신이 필요합니다.
유형 및 예
화학적으로 여러 유형의 고체가 있기 때문에 대표적인 예를 각각 별도로 언급합니다.
결정질 고체
한편으로는 결정질 고체가 있습니다. 이러한 요소는이를 구성하는 분자가 동일한 방식으로 구성되어 결정 전체에 패턴으로 반복되기 때문에 특징이됩니다. 각 패턴을 단위 셀이라고합니다.
결정질 고체는 또한 정의 된 융점을 갖는 특징이 있습니다. 이는 분자 배열의 균일 성을 고려할 때 각 단위 셀 사이에 동일한 거리가 있으므로 전체 구조가 동일한 온도에서 지속적으로 변형 될 수 있음을 의미합니다.
결정질 고체의 예로는 소금과 설탕이 있습니다.
무정형 고체
무정형 고체는 분자의 형태가 패턴에 반응하지 않고 전체 표면에 걸쳐 다양하다는 사실이 특징입니다.
이러한 패턴이 없기 때문에 결정질과 달리 무정형 고체의 융점은 정의되지 않아서 점차적으로 다른 온도에서 녹습니다.
무정형 고체의 예로는 유리와 대부분의 플라스틱이 있습니다.
이오 닉스
이온 성 고체는 정전 기적 인력 (이온 결합)에 의해 서로 상호 작용하는 양이온과 음이온을 갖는 것이 특징입니다. 이온이 작을 때 결과 구조는 일반적으로 항상 결정체입니다 (결함을 고려). 일부 이온 성 고체에는 다음이 있습니다.
-NaCl (NA + CL - ), 염화나트륨
-MgO (Mg 2+ O 2- ), 산화 마그네슘
-CaCO 3 (Ca 2+ CO 3 2- ), 탄산 칼슘
-CuSO 4 (Cu 2+ SO 4 2- ), 황산구리
-kf (K + F - ), 불화 칼륨
-NH 4 CL (NH 4 + CL - ), 염화 암모늄
-ZnS (Zn 2+ S 2- ), 황화 아연
-Fe (C 6 H 5 COO) 3 , 벤조산 철
메탈릭
이름에서 알 수 있듯이 금속 결합을 통해 상호 작용하는 금속 원자를 가진 고체입니다.
-은
-금
-리드
-놋쇠
-청동
-화이트 골드
-땜납
-스틸
-듀랄루민
물론 합금도 금속 고체로 간주됩니다.
원자
이론상 금속 원자 (MM) 사이에 공유 결합이 없기 때문에 금속 고체도 원자입니다. 그러나 런던의 분산력 만이 이들 사이에서 우세하기 때문에 귀금속은 본질적으로 원자 종으로 간주됩니다.
따라서 고용도 고체는 아니지만 (구하기 어렵지만) 결정화 된 희가스는 원자 고체의 예입니다. 즉 : 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤 등, 고체.
분자 및 고분자
분자는 분자 질량, 쌍극자 모멘트, 수소 결합, 구조 및 기하학이 중요한 역할을하는 Van der Walls 힘을 통해 상호 작용할 수 있습니다. 이러한 상호 작용이 강할수록 솔리드 형태 일 가능성이 더 큽니다.
다른 한편으로, 고분자에도 동일한 추론이 적용되는데, 고분자의 평균 분자량이 높기 때문에 거의 항상 고체이고, 그 중 일부는 무정형입니다. 폴리머 단위는 결정을 만들기 위해 깔끔하게 배열하기가 어렵 기 때문입니다.
따라서 분자 및 고분자 고체에는 다음과 같은 것이 있습니다.
-드라이 아이스
-설탕
-요오드
-벤조산
-아세트 아미드
-사방형 유황
-팔 미트 산
-Fullerenos
-시합
-카페인
-나프탈렌
-나무와 종이
-실크
-테플론
-폴리에틸렌
-케블라
-베이클라이트
-폴리 염화 비닐
-폴리스티렌
-폴리 프로필렌
-단백질
-초콜릿 바
공유 네트워크
마지막으로, 우리는 가장 단단하고 가장 잘 녹는 고체 사이의 공유 네트워크를 가지고 있습니다. 몇 가지 예는 다음과 같습니다.
-석묵
-다이아몬드
-석영
-탄화 규소
-질화 붕소
-알루미늄 인화물
-갈륨 비소
참고 문헌
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