Твердые тела презентация

Виды твёрдых тел
Аморфные тела.
Полимеры.
Композиты.
Кристаллические тела.

Аморфные тела- твердые тела, не имеющие строгой повторяемости во всех направлениях.
Свойства аморфных тел:
1. Изотропия.
2. При низких температурах имеют свойства твердых тел, при нагревании- свойства жидкостей.
3. Не имеют определенной температуры плавления.
4. Неустойчивое состояние: со временем переходит в кристаллическое.

Полимеры
- вещества, молекулы которых состоят из множества одинаковых частей (мономеров), соединенных в длинные цепи.
Хлопок, дерево, кожа,
шерсть, полиэтилен,
полистирол.

Композиты
- состоят из матрицы и наполнителей.
Железобетон - сочетание бетона и стальной арматуры.
Стеклопластик.
Железографит.
Кости человека и животных (коллаген и минеральные вещества).

Кристаллические тела можно разделить на две группы: монокристаллы и поликристаллы.
Монокристаллы — твердые тела, частицы которых образуют единую кристаллическую решетку.

Свойства кристаллов
Упорядоченное расположение частиц(кристаллическая решетка)
Анизотропия(монокристаллы).
Изотропия( поликристаллы)
Определенная температура плавления
Полиморфизм

Типы кристаллических твердых тел
В зависимости от вида частиц, расположенных в узлах кристаллической решетки различают четыре вида кристаллов:
ионные,
атомные,
металлические
молекулярные.

Ионные кристаллы.
В узлах кристаллической решетки располагаются ионы противоположного знака.
Щелочной металл – NaCl.
Решетка представляет собой две одинаковые гранецентрированные кубические решетки, вложенные друг в друга.
В узлах одной из этих решеток находятся ионы Na+, в узлах другой - ионы Cl– .
Основные свойства – высокая температура плавления, хрупкость.

Атомные кристаллы.
В узлах кристаллической решетки располагаются нейтральные атомы.
Атомы удерживаются в узлах решетки ковалентными связями.
Атомными кристаллами являются алмаз, графит, кремний.
Кристаллическая решетка алмаза и графита
Основные свойства – очень высокая температура плавления, большая твердость.

Металлические кристаллы.
В узлах кристаллической решетки располагаются положительные ионы металла. Между положительными ионами хаотически движутся «свободные» электроны, которые обеспечивают электропроводность металлов.
При образовании кристаллической решетки валентные электроны отделяются от атомов и коллективизируются: они принадлежат всему кристаллу в целом.
Основные свойства – высокая электропроводность и теплопроводность.

Молекулярные кристаллы.
В узлах кристаллической решетки располагаются нейтральные молекулы вещества, силы взаимодействия между которыми (ван-дер-ваальсовские силы) обусловлены смещением электронов в электронных оболочках атомов.
Молекулярными кристаллами являются большинство органических соединений, например: парафин, нафталин, спирт, лед, сухой лед (твердая углекислота) и т.д.
Основные свойства – низкая температура плавления, низкая твердость.

Полиморфизм-существование различных кристаллических структур у одного и того же вещества
Основные свойства – высокая температура плавления, хрупкость.

Дефекты в кристаллах
У реальных кристаллов всегда имеются отклонения от упорядоченного расположения частиц в узлах решетки. Эти отклонения называются дефектами кристаллической решетки.
Дефекты делятся на макроскопические (трещины, поры, макроскопические включения) и микроскопические, обусловленные микроскопическими отклонениями.
Микродефекты делятся на точечные и линейные.
Точечные дефекты нарушают лишь ближний порядок в кристаллах, не затрагивая дальнего порядка.
Линейные дефекты нарушают дальний порядок.

2) междоузельный атом, внедрившийся в междоузельное пространство;
3) примесный атом — атом примеси, либо замещающий атом основного вещества в кристаллической решетке.
1) вакансии – отсутствие атома в узле кристаллической решетки.
Точечные дефекты бывают трех типов:

Линейные дефекты – дислокации, нарушающие правильное чередование атомных плоскостей.
Дислокации бывают краевые и винтовые.
Если одна из атомных плоскостей обрывается внутри кристалла, то край этой плоскости образует краевую дислокацию.
В случае винтовой дислокации кристалл состоит из одной атомной плоскости, изогнутой по винтовой поверхности.
Наличие дефектов в кристаллической структуре существенно влияет на свойства кристаллов.

Теплоемкость твердых тел
В узлах кристаллической решетки частицы колеблются около своих положений равновесия в трех взаимно перпендикулярных направлениях.
Каждой составляющей кристаллическую решетку частице приписывается три колебательных степени свободы, каждая из которых обладает энергией kT.
Внутренняя энергия моля твердого тела:
NA — постоянная Авогадро.
R — молярная газовая постоянная.