Solides: propriétés, la structure, la densité et des exemples

appel solides telles substances qui sont capables de former le corps et le volume ont un. Des liquides et des gaz, ils se distinguent par leur forme. Les solides conservent la forme du corps en raison du fait que leurs particules ne sont pas en mesure de se déplacer librement. Ils se distinguent par leur densité, la ductilité, la conductivité électrique et la couleur. Ils ont également d'autres propriétés. Par exemple, la plupart de ces substances sont fondues au cours du chauffage, l'acquisition de l'état d'agrégat liquide. Certains d'entre eux lorsqu'ils sont chauffés immédiatement gazéifié (sublimé). Mais il y a aussi ceux qui se décomposent en d'autres substances.

Types de solides

Tous les solides sont divisés en deux groupes.

1. Amorphe, dans lequel les particules individuelles sont disposées de façon aléatoire. En d'autres termes, ils n'ont pas une structure claire (spécifique). Ces solides peuvent être fondus dans un certain intervalle de température prescrite. Le plus commun de ceux-ci comprennent le verre et résine.
2. Cristal, qui sont à leur tour subdivisés en 4 types: atomique, moléculaire, ionique, métallique. Les particules sont situés uniquement dans un motif spécifique, à savoir dans le réseau cristallin. Sa géométrie dans différentes substances peut grandement varier.

Les solides cristallins prévalent sur amorphe dans leur nombre.

Types de solides cristallins

Dans pratiquement toutes les substances solides ont une structure cristalline. Elles diffèrent par leur structure. Dans ses noeuds de réseau cristallin contiennent diverses particules et de produits chimiques. Qui est selon eux, ils ont obtenu leur nom. Chaque type a des propriétés spécifiques pour elle:

• Le réseau cristallin des particules solides atomiques liés par une liaison covalente. Elle se distingue par sa force. Pour cette raison, ces substances ont un haut point de fusion et d' ébullition. Ce type comprend le quartz et le diamant.
• Dans le réseau cristallin de l'liaison moléculaire entre les particules est caractérisée par sa faiblesse. Les substances de ce type sont caractérisées par la facilité de fusion et d'ébullition. Ils sont caractérisés par une forte volatilité, en raison de laquelle une certaine odeur. Ces solides sont la glace, le sucre. Mouvement des molécules dans les solides de ce type sont caractérisés par leur activité.
• Le réseau cristallin ionique dans les noeuds respectifs alternent particules chargées positivement et négativement. Ils sont détenus par attraction électrostatique. Ce type de réseau existe dans les alcalis, les sels, oxydes basiques. De nombreuses substances de ce type sont facilement solubles dans l'eau. En raison d'une très forte liaison entre les ions sont réfractaires. La quasi-totalité d'entre eux sont sans odeur, car ils sont caractérisés par des non-volatilité. Substances avec réseau ionique incapable de conduire le courant électrique, comme dans leur composition pas d'électrons libres. Un exemple typique de l'ion solide – sel. Un tel réseau cristallin donne cassant. Cela est dû au fait que l'un de ses décalage peut provoquer des forces de répulsion d'ions.
• Le réseau cristallin des ions métalliques que les produits chimiques sont présents dans les noeuds, chargés positivement. Entre eux, il y a des électrons libres qui passe par une excellente énergie thermique et électrique. Voilà pourquoi tous les métaux différents caractéristiques telles que la conductivité.

concepts généraux de solide

Des solides et des substances – il est pratiquement la même chose. Ces termes visés à l'un des 4 états d'agrégation. Les solides sont de forme stable et de la nature de l'agitation thermique des atomes. Ces derniers font de petites oscillations près des positions d'équilibre. Direction de la science qui traite de l'étude de la composition et de la structure interne, appelée la physique des solides. Il existe d'autres domaines importants de connaissances impliquées dans de telles substances. Modification de la forme par des influences extérieures et le mouvement appelé mécanique des corps déformables.

En raison des différentes propriétés des solides, ils ont été utilisés dans divers dispositifs techniques créés par l'homme. Le plus souvent en fonction de leur utilisation sont des propriétés telles que la dureté, le volume, la masse, l'élasticité, la plasticité, la fragilité. La science moderne peut être utilisé et d'autres qualités de solides qui peuvent être détectés que dans le laboratoire.

Qu'est-ce que le cristal

Cristaux – un corps solide placé dans un certain particules de commande. Chaque produit chimique a sa propre structure. Ses atomes forment un réseau appelé empilement périodique en trois dimensions. Les matières solides ont une symétrie de structure différente. état cristallin solide est considéré comme stable, parce qu'il a une quantité minimale d'énergie potentielle.

La grande majorité des matières solides (naturelles) se compose d'un grand nombre de grains individuels orientés de façon aléatoire (cristallites). De telles substances sont appelées polycristallin. Ceux-ci comprennent des alliages techniques et des métaux, ainsi que beaucoup de rochers. Monocristallin appelé monocristaux naturels ou synthétiques.

Dans la plupart de ces corps solides sont formées à partir de l'état de phase liquide, sont soumis à l'état fondu ou en solution. Parfois, ils sont dérivés d'un état gazeux. Ce processus est appelé cristallisation. Merci au progrès scientifique et technique de la procédure de culture (synthèse) de diverses substances produites à l'échelle industrielle. La plupart des cristaux a une forme naturelle d'un polyèdre régulier. Leurs tailles varient considérablement. Par exemple, le quartz naturel (cristal de roche) peut peser jusqu'à plusieurs centaines de kilogrammes, et diamants – jusqu'à plusieurs grammes.

Dans les solides amorphes, les atomes sont en oscillation constante autour de points situés de façon aléatoire. Ils stockent un peu d'ordre à courte portée, mais pas à long terme. Cela est dû au fait que leurs molécules sont disposées à une distance qui peut être comparée à leur taille. Le plus commun dans notre exemple de vie de c'est un état vitreux solide. Les matières amorphes sont souvent considérés comme liquide avec une viscosité infiniment grand. Le temps de cristallisation est parfois si grande non représentée.

Que les propriétés ci-dessus de ces substances les rendent uniques. Les solides amorphes sont considérés comme instables, car au fil du temps peut aller dans l'état cristallin.

Molécules, atomes, dont comprend un solide emballé avec une haute densité. Ils maintiennent pratiquement leur position relative par rapport à d'autres particules et sont maintenues ensemble par interaction intermoléculaires. La distance entre les molécules de la matière solide dans des directions différentes est appelé le paramètre de réseau cristallin. La structure de la substance et de sa symétrie définir une pluralité de propriétés telles que la bande d'électrons, le clivage et l'optique. Lorsqu'ils sont exposés à de solides forces suffisamment grandes, ces qualités peuvent être plus ou moins violés. Lorsque ce solide prête déformation résiduelle.

Les atomes des corps solides oscillent, qui est due à la possession de l'énergie thermique. Puisqu'ils sont négligeables, ils ne peuvent être observées dans des conditions de laboratoire. La structure moléculaire de solides affecte largement ses propriétés.

L'étude des solides

propriétés propriétés de ces matériaux, leur mouvement de qualité et des particules étudiées différentes sous-sections de la physique de l'état solide.

Pour l'étude utilisées: spectroscopie radio, l'analyse structurale par rayons X et d'autres méthodes. Donc, étudier les propriétés mécaniques, physiques et thermiques des solides. La dureté, la résistance au stress, la résistance à la traction, la transformation de phase étudie les matériaux. Il recoupe largement la physique des solides. Il est une autre importante science moderne. Pour étudier existants et la synthèse de nouvelles substances tenues chimie de l'état solide.

Caractéristiques solides

atomes mouvement du personnage d'électrons externes solides détermine plusieurs de ses propriétés, par exemple, électriquement. Il y a 5 classes de ces organismes. Ils sont définis en fonction du type d'atomes:

• Ionique, caractéristique de base est la force d'attraction électrostatique. Ses caractéristiques: réflexion et d'absorption de la lumière dans la région infrarouge. A basse température, le liaison ionique est caractérisé par une faible conductivité électrique. Un exemple d'un tel matériau est le sel de sodium de l'acide chlorhydrique (NaCl).
• Covalent réalisée aux dépens d'une paire d'électrons, qui appartient aux deux atomes. Un tel lien est divisé en: simple (simple), double et triple. Ces noms indiquent la présence de paires d'électrons (1, 2, 3). doubles et triples liaisons multiples sont appelés. Il y a une autre division du groupe. Ainsi, en fonction de la répartition de densité d'électrons de liaison polaire et non polaire isolée. La première est formée par des atomes différents, et le second – égale. Un tel état solide de la matière, dont des exemples sont – un diamant (C) et le silicium (Si), caractérisé par sa densité. La plupart des cristaux solides sont juste une liaison covalente.
• Métal formé en combinant les électrons de valence d'atomes. Par conséquent, il y a un nuage d'électrons totale qui est déplacé sous l'influence d'une tension électrique. liaison métallique est formée lorsque les atomes de liaison longue. Ce qu'ils sont capables de donner des électrons. De nombreux métaux, des composés complexes de cette liaison est formée à l'état solide de la matière. Exemples: le sodium, le baryum, l'aluminium, le cuivre, l'or. Les composés non-métalliques sont les suivantes: AlCr _2, Ca ₂ Cu, Cu ₅ Zn _8. Les substances ayant une liaison métal (métaux) sont diverses propriétés physiques. Ils peuvent être liquides (Hg), doux (Na, K), très dur (W, Nb).
• résultant moléculaire dans les cristaux qui se forment des molécules séparées de la matière. Elle se caractérise par des espaces entre des molécules à zéro la densité d'électrons. La force de liaison d'atomes dans ces cristaux sont considérables. Aux mêmes molécules, ils sont attirés par l'autre attraction intermoléculaires faible. Voilà pourquoi les liens entre eux sont facilement détruits par la chaleur. Les liens entre l'effondrement des atomes beaucoup plus difficile. liaison moléculaire est divisé en orientation, la dispersion et l'induction. Un exemple d'une telle substance solide est du méthane.
• L'hydrogène, qui se produit entre les atomes ou les molécules de celui-ci et plus petite particule polarisée négativement polarisé positivement d'une molécule ou d'autres parties. Ces relations peuvent être attribuées glace.

solides Propriétés

Que savons-nous aujourd'hui? Les scientifiques ont depuis longtemps étudié les propriétés des substances à l'état solide. Lorsqu'il est exposé à des températures et le changer. Le passage du fluide corporel est appelé fusion. La transformation de l'état solide à l'état gazeux est appelé sublimation. Diminution de la température se produit avec cristallisation solide. Certaines substances sous l'influence du froid transféré à la phase amorphe. Ce processus est appelé les scientifiques de vitrification.

Dans les transitions de phase modifie la structure interne des solides. Le plus haut ordre, il acquiert la température est abaissée. A la pression atmosphérique et une température T> 0 K toute substance existant dans la nature, se solidifier. Seul l'hélium, la cristallisation qui est nécessaire à la pression de 24 atm, est une exception à cette règle.

état solide, il donne une des propriétés physiques différentes. Ils décrivent le comportement des corps spécifiques sous l'influence de certains champs et forces. Ces propriétés sont divisés en groupes. 3 Répartir procédé d'exposition correspondant aux trois types d'énergie (mécanique, thermique, électromagnétique). En conséquence, ils existent trois groupes de propriétés physiques des solides:

• propriétés mécaniques liées au stress et à la déformation des corps. Selon ces critères, les solides sont divisés en élastique, rhéologique, la force et la technologie. Le reste est le corps conserve sa forme, mais il peut être modifié par une force extérieure. Dans ce cas, il peut être de la déformation plastique (vue initiale non retournée), élastiques (retourne à la forme d'origine) ou destructive (lorsqu'un certain seuil désintègre / pause). Passez en revue ces efforts décrivent des modules élastiques. Solide résiste non seulement la compression, étirement, mais déplace également, de torsion et de flexion. la force du corps rigide pour résister à l'appel de ses biens détruits.
• manifesté thermique sous l'influence des champs thermiques. L'une des propriétés les plus importantes – point de fusion, à laquelle le corps se transforme en un état liquide. On observe dans les solides cristallins. corps amorphes possèdent chaleur latente de fusion, comme leur passage à l'état liquide lorsque la température est élevée progressivement. Après avoir atteint un certain corps amorphe de chaleur perd son élasticité et devient la plasticité. Cet état signifie la réalisation de leur température de transition vitreuse. Lorsque le chauffage se produit une déformation du corps rigide. De plus, il se développe souvent. Quantitativement, cette condition est caractérisée par un certain facteur. La température corporelle affecte les propriétés mécaniques telles que la fluidité, la plasticité, la fermeté et la force.
• Électromagnétique associé à l'exposition aux solides flux de microparticules et des ondes électromagnétiques de haute rigidité. Ceux-ci comprennent la probation et les propriétés radiatives.

Structure de bande

Les solides ont été classés et la structure de la bande dite. Ainsi, parmi eux se distinguent:

• Conducteurs, caractérisé en ce que les bandes de valence et de conductivité se chevauchent. Ainsi, les électrons peuvent se déplacer entre eux, ce qui donne la plus petite énergie. Pour les conducteurs sont tous les métaux. Lorsqu'un courant électrique est formée à un tel corps de différence de potentiel (en raison de la libre circulation des électrons entre les points avec les plus faibles et un fort potentiel).
• Diélectriques quelles zones ne se chevauchent pas. L'intervalle entre eux est supérieur à 4 eV. Pour conduire les électrons de la valence d'exiger grande bande de conduction de l'énergie. Merci à ces propriétés diélectriques pratiquement non conducteur.
• Semi-conducteurs, caractérisé par l'absence de bandes de conduction et de valence. L'intervalle entre eux est inférieur à 4 eV. Pour le transfert d'électrons de valence à la bande de conduction nécessite moins d'énergie que les diélectriques. les semi-conducteurs mal est passé en cours purs (non alliés et fonctions propres).

mouvement moléculaire dans les solides provoquent leurs propriétés électromagnétiques.

d'autres propriétés

Les solides sont divisés et leurs propriétés magnétiques. Il y a trois groupes:

• propriétés diamagnétiques qui dépendent peu de la température ou l'état d'agrégation.
• Paramagnétique, résultant de l'orientation des électrons de conduction et des moments magnétiques des atomes. Selon Curie leur sensibilité diminue à mesure que la température. Ainsi, 300 K , il est 10 ^-5.
• Un corps magnétique avec une structure ordonnée présentant un ordre à longue distance des atomes. Dans les noeuds du réseau sont des particules disposées périodiquement avec des moments magnétiques. Ces solides et substances fréquemment utilisées dans les différentes sphères de l'activité humaine.

La substance la plus dure dans la nature

Quels sont-ils? la densité des solides déterminent largement leur dureté. Ces dernières années, les scientifiques ont découvert plusieurs matériaux qui prétendent être « le corps le plus durable. » Le plus solide – il fullerite (molécules de cristal avec un fullerène), qui est d'environ 1,5 fois plus dur que le diamant. Malheureusement, il est actuellement disponible en très petites quantités.

À ce jour, la substance la plus dure, qui plus tard peut être utilisé dans l'industrie – lonsdalite (diamant hexagonal). Il est 58% plus dur que le diamant. Lonsdalite – modification allotropique du carbone. Son réseau cristallin est très semblable à un diamant. cellules lonsdaléite contient 4 atomes, mais le diamant – 8. Parmi les cristaux couramment utilisés aujourd'hui est le plus dur diamant.