- โครงสร้างของของแข็งอสัณฐาน
- คุณสมบัติ
- การจัดเตรียม
- ตัวอย่างของของแข็งอสัณฐาน
- แร่ธาตุและพลาสติก
- เนื้อเยื่อชีวภาพ
- แว่นตา
- คาร์บอนและโลหะ
- อ้างอิง
ป่นโปรตีนเหล่านั้นโดยไม่ต้องระยะยาวโครงสร้างสั่งซื้อ พวกมันตรงกันข้ามกับสิ่งที่เรียกว่าผลึกของแข็ง อนุภาคของมันเชื่อมโยงกันอย่างไม่เป็นระเบียบคล้ายกับของเหลว แต่มีแรงมากพอที่จะรวมตัวกันเป็นโครงสร้างที่มั่นคง
ลักษณะสัณฐานนี้เป็นเรื่องธรรมดามากกว่าที่คุณคิด ในความเป็นจริงเป็นหนึ่งในสถานะที่เป็นไปได้ที่สสารควบแน่นสามารถนำมาใช้ ด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่เข้าใจกันว่าสารประกอบใด ๆ ที่สามารถแข็งตัวได้และดังนั้นการตกผลึกจึงสามารถรวมตัวกันอย่างไม่เป็นระเบียบได้หากเงื่อนไขการทดลองอนุญาต
ขนมสายไหมเป็นตัวอย่างของของแข็งอสัณฐาน ที่มา: Pixabay
คำกล่าวข้างต้นมักใช้กับสารบริสุทธิ์ไม่ว่าจะเป็นธาตุหรือสารประกอบ แต่ก็ใช้ได้เช่นกันในกรณีของสารผสม สารผสมที่เป็นของแข็งหลายชนิดมีลักษณะเป็นสัณฐานเช่นสายไหมช็อกโกแลตมายองเนสหรือมันฝรั่งบด
ความจริงที่ว่าของแข็งเป็นอสัณฐานไม่ได้ทำให้มีค่าน้อยไปกว่าผลึก ความผิดปกติของโครงสร้างบางครั้งทำให้มันมีคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งจะไม่แสดงในสภาพที่เป็นผลึก ตัวอย่างเช่นในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์อะมอร์ฟัสซิลิกอนเป็นที่ต้องการมากกว่าผลึกสำหรับการใช้งานขนาดเล็กบางประเภท
โครงสร้างของของแข็งอสัณฐาน
ความแตกต่างระหว่างโครงสร้างผลึกและโครงสร้างอสัณฐาน ที่มา: Gabriel Bolívar
โครงสร้างของของแข็งอสัณฐานยุ่งเหยิง มันขาดระยะหรือรูปแบบโครงสร้าง ภาพด้านบนแสดงประเด็นนี้ A สอดคล้องกับของแข็งที่มีลักษณะเป็นผลึกในขณะที่ B หมายถึงของแข็งที่ไม่มีรูปร่าง โปรดทราบว่าใน B รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนสีม่วงถูกจัดเรียงโดยพลการแม้ว่าทั้งใน A และ B จะมีปฏิสัมพันธ์ประเภทเดียวกัน
ถ้าคุณดูที่ B ด้วยคุณจะเห็นว่ามีช่องว่างที่ดูเหมือนจะว่างเปล่า นั่นคือโครงสร้างมีข้อบกพร่องหรือผิดปกติ ดังนั้นส่วนหนึ่งของความผิดปกติของกล้องจุลทรรศน์หรือภายในของของแข็งอสัณฐานนั้นเกิดจากการที่อนุภาคของมันถูก "จัดเรียง" ในลักษณะที่โครงสร้างที่เกิดขึ้นมีความไม่สมบูรณ์หลายประการ
การกล่าวถึงครั้งแรกถูกสร้างขึ้นจากขอบเขตในระดับการสั่งซื้อของของแข็งอสัณฐาน ใน B มีรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนสองสามอันที่ดูเหมือนจะเรียงกันอย่างเรียบร้อย อาจมีการสั่งซื้อภูมิภาค แต่ในระยะใกล้เท่านั้น
จากนั้นจึงกล่าวว่าของแข็งอสัณฐานประกอบด้วยผลึกเล็ก ๆ ที่วัดไม่ได้ของโครงสร้างที่แตกต่างกัน ผลรวมของโครงสร้างทั้งหมดเหล่านี้กลายเป็นเขาวงกตและไร้ความหมาย: โครงสร้างทั่วโลกกลายเป็นอสัณฐานประกอบด้วยก้อนผลึกที่ไม่มีที่สิ้นสุดกระจายอยู่ทั่วไป
คุณสมบัติ
คุณสมบัติของของแข็งอสัณฐานแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุภาคที่เป็นส่วนประกอบ อย่างไรก็ตามมีลักษณะทั่วไปบางประการที่สามารถกล่าวถึงได้ ของแข็งอสัณฐานสามารถเป็นน้ำเลี้ยงได้เมื่อมีลักษณะคล้ายกับผลึก หรือเป็นเจลาตินเรซินหรือฝุ่น
เนื่องจากโครงสร้างของพวกมันไม่เป็นระเบียบพวกมันจึงไม่สร้างสเปกตรัมการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ที่เชื่อถือได้ในทำนองเดียวกันจุดหลอมเหลวของพวกมันไม่แม่นยำ แต่ครอบคลุมค่าช่วงหนึ่ง
ตัวอย่างเช่นจุดหลอมเหลวของของแข็งอสัณฐานสามารถอยู่ในช่วง 20 ถึง 60 ° C ในขณะเดียวกันผลึกของแข็งจะละลายที่อุณหภูมิเฉพาะหรือในช่วงแคบ ๆ หากมีสิ่งสกปรกจำนวนมาก
ลักษณะเฉพาะของของแข็งอสัณฐานอีกประการหนึ่งคือเมื่อแตกหรือแตกหักพวกมันไม่ได้สร้างชิ้นส่วนรูปทรงเรขาคณิตที่มีใบหน้าแบน แต่เป็นชิ้นส่วนที่ผิดปกติที่มีใบหน้าโค้ง เมื่อพวกมันไม่มีน้ำเลี้ยงจะปรากฏเป็นเนื้อฝุ่นและทึบแสง
การจัดเตรียม
มากกว่าของแข็งอสัณฐานแนวคิดนี้ควรถือเป็น 'สถานะอสัณฐาน' สารประกอบทั้งหมด (ไอออนิกโมเลกุลพอลิเมอร์โลหะ ฯลฯ ) มีความสามารถถึงจุดหนึ่งและหากเงื่อนไขการทดลองอนุญาตให้สร้างของแข็งที่ไม่มีรูปร่างและไม่เป็นผลึก
ตัวอย่างเช่นในสารประกอบของแข็งสังเคราะห์อินทรีย์จะได้รับในขั้นต้นเป็นมวลแป้ง ปริมาณสิ่งสกปรกสูงมากจนส่งผลต่อลำดับโมเลกุลในระยะยาว นั่นคือเหตุผลที่เมื่อผลิตภัณฑ์ตกผลึกซ้ำแล้วซ้ำเล่าของแข็งจะกลายเป็นผลึกมากขึ้นเรื่อย ๆ มันกำลังสูญเสียลักษณะสัณฐาน
อย่างไรก็ตามไม่ได้หมายความว่าของแข็งอสัณฐานเป็นวัสดุที่ไม่บริสุทธิ์ หลายชนิดมีลักษณะทางเคมีเป็นรูปสัณฐาน
สารบริสุทธิ์สามารถแข็งตัวได้อย่างอสัณฐานหากของเหลวของมันถูกทำให้เย็นลงอย่างกะทันหันในลักษณะที่อนุภาคของมันไม่ตกผลึก แต่ใช้รูปแบบคล้ายแก้ว การระบายความร้อนเร็วมากจนอนุภาคไม่มีเวลาเพียงพอที่จะรองรับก้อนผลึกที่แทบจะไม่สามารถ "เกิด" ได้
ตัวอย่างเช่นน้ำมีความสามารถที่จะมีอยู่ในสถานะคล้ายแก้วไม่มีรูปร่างและไม่เพียง แต่เป็นน้ำแข็ง
ตัวอย่างของของแข็งอสัณฐาน
แร่ธาตุและพลาสติก
ออบซิเดียนเป็นหนึ่งในแร่อสัณฐานไม่กี่ชนิดที่เป็นที่รู้จัก ที่มา: Pixabay
วัสดุที่เป็นผลึกแทบทุกชนิดสามารถเป็นไปตามรูปแบบอสัณฐาน (และในทางกลับกัน) สิ่งนี้เกิดขึ้นกับแร่ธาตุบางชนิดซึ่งด้วยเหตุผลทางธรณีเคมีไม่สามารถสร้างผลึกแบบเดิมได้อย่างเป็นทางการ ในทางกลับกันคนอื่น ๆ ไม่ได้สร้างผลึก แต่เป็นแก้ว เช่นนี้เป็นกรณีของออบซิเดียน
ในทางกลับกันโพลีเมอร์มีแนวโน้มที่จะแข็งตัวแบบอสัณฐานเนื่องจากโมเลกุลของมันมีขนาดใหญ่เกินไปที่จะกำหนดโครงสร้างตามลำดับ นี่คือที่ที่เรซินยางโฟมโพลีสไตรีน (อะนิเมะ) พลาสติกเทฟลอนเบ็กไลต์และอื่น ๆ เข้ามา
เนื้อเยื่อชีวภาพ
ของแข็งทางชีวภาพส่วนใหญ่เป็นอสัณฐานเช่นเนื้อเยื่ออวัยวะผิวหนังผมกระจกตาเป็นต้น ในทำนองเดียวกันไขมันและโปรตีนก่อตัวเป็นมวลอสัณฐาน อย่างไรก็ตามด้วยการเตรียมที่เหมาะสมพวกมันสามารถตกผลึกได้ (ผลึกดีเอ็นเอโปรตีนไขมัน)
แว่นตา
แก้วซึ่งเป็นของแข็งไม่มีรูปร่าง
แม้ว่ามันจะถูกทิ้งไว้เกือบสุดท้าย แต่ของแข็งอสัณฐานที่เป็นตัวแทนมากที่สุดก็คือแก้วนั่นเอง องค์ประกอบของมันเป็นหลักเช่นเดียวกับที่ของควอทซ์: SiO 2 ทั้งแก้วโป่งข่ามและแก้วเป็นเครือข่ายโควาเลนต์สามมิติ เพียงแต่ว่าตะแกรงแก้วนั้นยุ่งเหยิงด้วยพันธะ Si-O ที่มีความยาวต่างกัน
ตัวอย่างแก้วเมทัลลิก
แก้วเป็นของแข็งอสัณฐานที่เป็นแก่นสารและวัสดุที่มีลักษณะคล้ายกันกล่าวกันว่ามีสถานะคล้ายแก้ว
คาร์บอนและโลหะ
เรามีคาร์บอนอสัณฐานซึ่งถ่านกัมมันต์เป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับความสามารถในการดูดซับ นอกจากนี้ยังมีซิลิกอนอสัณฐานและเจอร์เมเนียมที่มีการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารกึ่งตัวนำ
และในที่สุดก็มีโลหะผสมอสัณฐานซึ่งเนื่องจากความแตกต่างของอะตอมของโลหะที่สอดคล้องกันจึงไม่ก่อให้เกิดโครงสร้างผลึก
อ้างอิง
- Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
- ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
- Rachel Bernstein และ Anthony Carpi (2020) คุณสมบัติของของแข็ง ดึงมาจาก: visionlearning.com
- วิกิพีเดีย (2020) ของแข็งอสัณฐาน สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- Richard Zallen, Ronald Walter Douglas และคนอื่น ๆ (31 กรกฎาคม 2562). ของแข็งอสัณฐาน สารานุกรมบริแทนนิกา. ดึงมาจาก: britannica.com
- Elsevier BV (2020) ของแข็งอสัณฐาน ScienceDirect ดึงมาจาก: sciencedirect.com
- Danielle Reid (2020) Amorphous Solid: ความหมายและตัวอย่าง ศึกษา. ดึงมาจาก: study.com
- งานศิลปะลูกบาศก์ของรูบิค (2008) วัสดุอสัณฐานคืออะไร? ดึงมาจาก: web.physics.ucsb.edu