무정형 고체 정렬 구조 장거리없는 것들이다. 그들은 결정질 고체로 알려진 것과 반대입니다. 그 입자는 액체와 유사하게 무질서하게 결합하지만 단단한 구조로 합쳐질 수있는 충분한 힘을가집니다.
이 무정형 문자는 생각보다 더 일반적입니다. 실제로 응축 된 물질이 채택 할 수있는 가능한 상태 중 하나입니다. 이것에 의해, 응고 할 수 있고 따라서 결정화 할 수있는 모든 화합물은 실험 조건이 허용하는 경우 무질서하게 응집 될 수도 있음을 이해합니다.
솜사탕은 무정형 고체의 예입니다. 출처 : Pixabay.
위에서 말한 것은 일반적으로 원소 또는 화합물이든 순수한 물질에 적용됩니다. 그러나 혼합물의 경우에도 유효합니다. 솜사탕, 초콜릿, 마요네즈 또는 으깬 감자와 같은 많은 고체 혼합물은 무정형입니다.
고체가 무정형이라는 사실이 결정질보다 덜 가치있게 만드는 것은 아닙니다. 구조적 장애는 때때로 결정 상태에서 나타나지 않는 독특한 특성을 부여합니다. 예를 들어, 광전지 산업에서 비정질 실리콘은 특정 소규모 응용 분야에서 결정질보다 선호됩니다.
무정형 고체의 구조
결정 구조와 비정질 구조의 차이. 출처 : Gabriel Bolívar.
무정형 고체의 구조는 지저분합니다. 주기성이나 구조적 패턴이 부족합니다. 위의 이미지는이 점을 보여줍니다. A는 결정질 고체에 해당하고 B는 무정형 고체를 나타냅니다. B에서 보라색 마름모는 A와 B 모두 동일한 유형의 상호 작용이 있더라도 임의로 배열됩니다.
B도 살펴보면 비어있는 것처럼 보이는 공백이 있음을 알 수 있습니다. 즉, 구조에 결함이나 불규칙성이 있습니다. 따라서 비정질 고체의 미세 또는 내부 장애의 일부는 입자가 결과 구조에 많은 결함이있는 방식으로 "배치"되어 있기 때문입니다.
처음에는 비정질 고체의 순서도에 대한 범위가 언급되었습니다. B에는 깔끔하게 정렬 된 것처럼 보이는 마름모가 몇 개 있습니다. 정렬 된 지역이있을 수 있습니다. 그러나 가까운 거리에서만.
무정형 고체는 다른 구조의 측정 할 수없는 작은 결정으로 구성되어 있다고합니다. 이 모든 구조의 합은 결국 미로처럼 무의미 해집니다. 전체 구조는 무정형이되고 사방에 흩어져있는 끝없는 결정 블록으로 구성됩니다.
속성
무정형 고체의 특성은 구성 입자의 특성에 따라 다릅니다. 그러나 언급 할 수있는 일반적인 특성이 있습니다. 무정형 고체는 결정과 유사한 측면을 나타낼 때 유리질 일 수 있습니다. 또는 젤라틴, 수지 또는 먼지.
구조가 무질서하기 때문에 신뢰할 수있는 X 선 회절 스펙트럼을 생성하지 못합니다. 마찬가지로 융점은 정확하지 않고 다양한 값을 포함합니다.
예를 들어, 무정형 고체의 융점은 20 ~ 60 ° C입니다. 한편, 결정질 고체는 특정 온도에서 녹거나 불순물이 많은 경우 좁은 범위에서 녹습니다.
무정형 고체의 또 다른 특징은 부서 지거나 부서 질 때 평평한면이있는 기하학적 조각이 아니라 곡면이있는 불규칙한 조각을 생성한다는 것입니다. 유리체가 아닌 경우 먼지가 많고 불투명 한 몸체로 나타납니다.
예비
이 개념은 무정형 고체 이상으로 '무정형 상태'로 취급되어야합니다. 모든 화합물 (이온 성, 분자, 고분자, 금속 등)은 특정 지점까지 가능하며 실험 조건이 허용하는 경우 무정형 및 비결정질 고체를 형성 할 수 있습니다.
예를 들어, 유기 합성에서 고체 화합물은 처음에 분말 덩어리로 얻어집니다. 불순물 함량이 너무 높아 장기적으로 분자 순서에 영향을 미칩니다. 그렇기 때문에 제품이 반복해서 재결정 될 때 고체가 점점 더 결정화됩니다. 무정형 특성을 잃고 있습니다.
그러나 이것은 무정형 고체가 반드시 불순한 물질이라는 것을 의미하지는 않습니다. 그들 중 몇몇은 그들 자신의 화학적 성질에 의해 무정형입니다.
순수한 물질은 액체가 갑자기 냉각되면 입자가 결정화되지 않고 유리 모양을 채택하는 방식으로 무정형으로 응고 될 수 있습니다. 냉각 속도가 너무 빨라서 입자가 거의 "태어나지 않는"결정질 블록을 수용하기에 충분한 시간이 없습니다.
예를 들어 물은 얼음뿐만 아니라 유리질, 무정형 상태로 존재할 수 있습니다.
무정형 고체의 예
광물 및 플라스틱
흑요석은 알려진 몇 안되는 무정형 광물 중 하나입니다. 출처 : Pixabay.
거의 모든 결정질 물질은 비정질 형태를 따를 수 있으며 그 반대도 마찬가지입니다. 이것은 지구 화학적 이유로 기존의 결정을 공식적으로 확립 할 수없는 일부 광물에서 발생합니다. 반면에 다른 것들은 결정을 형성하지 않고 유리를 형성합니다. 흑요석의 경우입니다.
반면에 고분자는 분자가 너무 커서 정렬 된 구조를 정의하기 때문에 무정형으로 고형화되는 경향이 있습니다. 여기에서 수지, 고무, 폴리스티렌 폼 (애니메이션), 플라스틱, 테프론, 베이클라이트 등이 들어옵니다.
생물학적 조직
생물학적 고체는 장기 조직, 피부, 모발, 각막 등과 같이 대부분 무정형입니다. 마찬가지로 지방과 단백질은 무정형 덩어리를 형성합니다. 그러나 적절한 준비를 통해 결정화 될 수 있습니다 (DNA 결정, 단백질, 지방).
안경
유리, 무정형 고체
거의 마지막으로 남았지 만 가장 대표적인 무정형 고체는 유리 자체입니다. 그것의 구성은 본질적으로 석영의 구성과 동일합니다 : SiO 2 . 수정과 유리는 모두 3 차원 공유 네트워크입니다. 유리 격자가 지저분하고 길이가 다른 Si-O 결합이 있습니다.
금속 유리 샘플
유리는 전형적인 비정질 고체이며, 비슷한 모양을하는 물질은 유리 상태라고합니다.
탄소 및 금속
우리는 비정질 탄소를 가지고 있는데, 활성탄은 흡수 능력에있어 가장 중요한 것 중 하나입니다. 또한 비정질 실리콘과 게르마늄이 있으며 반도체 역할을하는 전자 응용 분야가 있습니다.
그리고 마지막으로, 순응하는 금속 원자의 불일치로 인해 결정 구조를 설정하지 않는 비정질 합금이 있습니다.
참고 문헌
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학 (8 판). CENGAGE 학습.
- Shiver & Atkins. (2008). 무기 화학. (제 4 판). Mc Graw Hill.
- Rachel Bernstein & Anthony Carpi. (2020). 고체의 속성. 출처 : visionlearning.com
- Wikipedia. (2020). 무정형 고체. 출처 : en.wikipedia.org
- Richard Zallen, Ronald Walter Douglas 및 기타. (2019 년 7 월 31 일). 무정형 고체. 브리태니커 백과 사전. 출처 : britannica.com
- 엘스 비어 BV (2020). 무정형 고체. ScienceDirect. 출처 : sciencedirect.com
- 다니엘 리드. (2020). 무정형 고체 : 정의 및 예. 연구. 출처 : study.com
- 루빅스 큐브 아트 워크. (2008). 비정질 물질이란? 출처 : web.physics.ucsb.edu