ठोस: गुणहरू, संरचना, घनत्व र उदाहरण

ठोस यस्तो पदार्थ कल शरीर गठन सक्षम छन् र एक मात्रा छ जो। तरल र ग्याँसहरु को, तिनीहरूले आकार द्वारा प्रतिष्ठित छन्। यो ठोस कारण आफ्नो कणहरु खुलेर सार्न गर्न सक्षम छन् भन्ने तथ्यलाई गर्न शरीर को आकार राख्ने। तिनीहरूले घनत्व, ductility, विद्युत चालकता र रंग मा फरक। तिनीहरूले पनि अन्य गुणहरू छन्। उदाहरणका लागि, यी पदार्थ को सबैभन्दा तरल समग्र राज्य प्राप्त, ताप समयमा पग्लियो छन्। तिनीहरूलाई केही तुरुन्तै gasified गरम जब (sublimed)। तर त्यहाँ पनि अन्य पदार्थ मा टूट ती छन्।

ठोस को प्रकार

सबै ठोस दुई समूह विभाजित छन्।

1. Amorphous, जसमा व्यक्तिगत कणहरु अंधाधुंध प्रबन्ध छन्। अर्को शब्दमा, तिनीहरूले स्पष्ट (विशिष्ट) संरचना छैन। यी ठोस एक निश्चित निर्धारित तापमान अन्तराल मा पग्लियो गर्न सकिन्छ। सबैभन्दा यी को साधारण ग्लास र राल समावेश गर्नुहोस्।
2. क्रिस्टल, बारी मा 4 प्रकार मा subdivided जो: परमाणु, आणविक, ईओण, धातु। कणहरु अर्थात् क्रिस्टल जाली मा, केवल एक विशेष ढाँचा मा अवस्थित छ। विभिन्न पदार्थ यसको ज्यामिति निकै भिन्न हुन सक्छन्।

स्फटिक ठोस आफ्नो संख्या मा amorphous भन्दा प्रबल।

स्फटिक ठोस को प्रकार

व्यावहारिक सबै ठोस पदार्थ एक स्फटिक संरचना छ। तिनीहरूले संरचना भिन्न। यसको स्फटिक मा जाली नोड्स विभिन्न कणहरु र रसायन समावेश गर्दछ। यो अनुसार तिनीहरूलाई संग छ, र तिनीहरूले नाम पायो। प्रत्येक प्रकार यसको लागि विशिष्ट गुण छ:

• अणु क्रिस्टल जाली ठोस कणहरु एक covalent बन्धन द्वारा लिङ्क। यसलाई आफ्नो शक्ति द्वारा प्रतिष्ठित छ। कारण यस यस्तो पदार्थ एक उच्च छ पग्लिने बिन्दु र Boiling। यस प्रकारको क्वार्ट्ज र हीरा समावेश छ।
• कणहरु बीच आणविक बन्धन को क्रिस्टल जाली यसको कमजोरी द्वारा विशेषता छ। यस प्रकारका पदार्थ पग्लिने र Boiling सजिलो द्वारा विशेषता छन्। जो एक निश्चित गन्ध छ कारण तिनीहरूले volatility द्वारा विशेषता छन्। यी ठोस बरफ, चीनी छन्। यस प्रकारका ठोस मा अणुहरुलाई गति आफ्नो गतिविधि द्वारा विशेषता छन्।
• को ईओण क्रिस्टल जाली को नोड्स मा सकारात्मक र नकारात्मक चार्ज सम्बन्धित कणहरु वैकल्पिक। तिनीहरूले electrostatic आकर्षण द्वारा आयोजित गरिन्छ। यो जाली प्रकार alkalis, लवण, मा अवस्थित आधारभूत आक्साइड। यस प्रकारका धेरै पदार्थ पानीमा सजिलै घुलनशील छन्। गर्न कारण आयनों बीच एकदम बलियो बन्धन दुर्दम्य छन्। पछि तिनीहरूले गैर-volatility द्वारा विशेषता छन् तिनीहरूलाई लगभग सबै, बिना गंध छन्। ईओण जाली आफ्नो संरचना कुनै मुक्त इलेक्ट्रॉनों जस्तै, बिजुली वर्तमान सञ्चालन गर्न असमर्थ संग पदार्थ। ठोस आयन को एक विशिष्ट उदाहरण - नुन। यस्तो क्रिस्टल जाली यो भंगुर दिन्छ। यो यसको पारी कुनै पनि आयन घृणित सेना हुन सक्छ भन्ने तथ्यलाई कारण छ।
• को धातु क्रिस्टल जाली मात्र रसायन आयनों सकारात्मक चार्ज नोड्स, मा उपस्थित छन्। तिनीहरूलाई बीच जो मार्फत उत्कृष्ट थर्मल र बिजुली ऊर्जा बित्दै मुक्त इलेक्ट्रॉनों छन्। छ किन यस्तो चालकता कुनै पनि धातु विभिन्न सुविधा।

ठोस को सामान्य अवधारणाहरु

ठोस र पदार्थ - यो व्यावहारिक नै कुरा हो। यी सर्तहरू एकत्रीकरण को 4 यसो भन्छ एक उल्लेख। ठोस स्थिर फारम र अणुहरु को थर्मल गति चरित्र छ। उत्तरार्द्ध को संतुलन स्थितिहरू नजिकै सानो oscillations बनाउन। विज्ञान संरचना र आन्तरिक संरचना को अध्ययन सामना को शाखा, रूपमा ठोस-राज्य भौतिक उल्लेख। त्यहाँ यस्तो पदार्थ संलग्न ज्ञान को अन्य महत्वपूर्ण क्षेत्रमा छन्। बाह्य प्रभाव र deformable शरीर को गति भनिन्छ मेकानिक्स द्वारा आकार परिवर्तन।

कारण ठोस विभिन्न गुणहरू, तिनीहरूले मानिसको सिर्जना विभिन्न प्राविधिक उपकरणहरू मा प्रयोग भएको छ। अक्सर प्रयोगको आधारमा यस्तो कठोरता, मात्रा, ठूलो, लोच, plasticity, brittleness रूपमा गुणहरू थिए। आधुनिक विज्ञान प्रयोग र ठोस अन्य गुणहरू जो पत्ता सकिन्छ मात्र प्रयोगशाला मा गर्न सकिन्छ।

क्रिस्टल के हो

क्रिस्टल - एक निश्चित अर्डर कणहरु मा राखिएको एक ठोस शरीर। प्रत्येक रासायनिक यसको आफ्नै संरचना छ। यसको अणुहरु जाली भनिने तीन-dimensionally आवधिक थाकबनाउदै गठन। ठोस पदार्थ फरक संरचना सन्तुलन छ। यो ऊर्जा क्षमता को एक न्यूनतम रकम छ किनभने ठोस स्फटिक राज्य, स्थिर मानिन्छ।

ठोस सामाग्री (प्राकृतिक) को विशाल बहुमत अंधाधुंध उन्मुख व्यक्तिगत अनाज (crystallites) को एक ठूलो संख्या हुन्छन्। यस्तो पदार्थ polycrystalline भनिन्छ। यी प्राविधिक मिश्र र धातु, साथै चट्टानको धेरै समावेश गर्नुहोस्। Monocrystalline प्राकृतिक वा कृत्रिम एकल क्रिस्टल भनिन्छ।

सबैभन्दा यस्तो ठोस शरीर तरल चरण को राज्य बाट गठन गर्दै छन्, ढल्छ वा समाधान गर्न पेश गरियो। कहिलेकाहीं तिनीहरूले एक महामण्डल राज्य देखि व्युत्पन्न छन्। यो प्रक्रिया crystallization भनिन्छ। को खेती प्रक्रिया (संश्लेषण) विभिन्न पदार्थ को को वैज्ञानिक र प्राविधिक प्रगति धन्यवाद एक औद्योगिक मात्रा उत्पादन। को क्रिस्टल को सबै भन्दा एक एक प्राकृतिक आकार छ नियमित polyhedron। आफ्नो आकार व्यापक फरक हुन्छन्। धेरै ग्राम सम्म - उदाहरणका लागि, प्राकृतिक क्वार्ट्ज (रक क्रिस्टल) किलोग्राम सयौं र हीरे सम्म वजन गर्न सक्नुहुन्छ।

amorphous ठोस मा, अणुहरु वरिपरि स्थिर oscillation अंधाधुंध स्थित अंक छन्। तिनीहरूले केही छोटो-सीमा अर्डर भण्डारण, तर कुनै दीर्घकालीन। यो आफ्नो अणु आफ्नो आकार संग तुलना गर्न सकिन्छ कि एक दूरी मा प्रबन्ध छन् भन्ने तथ्यलाई कारण छ। सबैभन्दा यो हाम्रो जीवन उदाहरण मा साधारण एक ठोस glassy राज्य हो। Amorphous सामाग्री अक्सर एक हो कता ठूलो चिपचिपाहट एक तरल रूपमा मानिन्छ छन्। crystallization समय कहिलेकाहीं देखाइएको छैन कि त ठूलो छ।

यी पदार्थ को माथि गुण उनलाई अद्वितीय बनाउन। अधिक समय स्फटिक राज्य जान सक्नुहुन्छ किनभने Amorphous ठोस अस्थिर मानिन्छ।

जो उच्च घनत्व भरिएको एक ठोस comprises अणुहरुलाई, अणुहरु। तिनीहरूले व्यावहारिक अन्य कणहरु आदर उनको नातेदार स्थिति कायम र द्वारा intermolecular अन्तरक्रिया सँगै आयोजना गरिन्छ। विभिन्न दिशामा ठोस को अणु बीच दूरी क्रिस्टल जाली प्यारामिटर भनिन्छ। पदार्थ र यसको सन्तुलन को संरचना जस्तै इलेक्ट्रन दल, cleavage र ओप्टिक्स रूपमा गुण को एक अधिकता परिभाषित। ठोस पर्याप्त ठूलो सेना उजागर गर्दा, यी गुणहरू थप वा कम उल्लङ्घन हुन सक्छ। जब यो ठोस उत्तरदायी अवशिष्ट विरूपण।

ठोस शरीर को अणुहरु जो तापीय ऊर्जा को सम्पत्तिको कारण छ, दोलन। तिनीहरूले नगण्य भएकोले तिनीहरूले मात्र प्रयोगशाला अवस्थामा अवलोकन गर्न सकिन्छ। को आणविक संरचना ठोस हदसम्म यसको गुण असर गर्छ।

ठोस अध्ययन

यी सामाग्री को गुण गुणहरू, आफ्नो गुणस्तर र कण गति ठोस राज्य भौतिक विभिन्न उपसेक्सन अध्ययन।

अध्ययन प्रयोग को लागि: रेडियो स्पेक्ट्रोस्कोपी, एक्स-रेज र अन्य विधिहरू प्रयोग संरचनात्मक। त्यसैले ठोस को, यांत्रिक शारीरिक र थर्मल गुण अध्ययन। यो कठोरता, तनाव प्रतिरोध, तन्यता बल, चरण परिवर्तन सामाग्री अध्ययन गर्छ। यो धेरै हदसम्म ठोस को भौतिक मिल्दोजुल्दो हुन्छ। त्यहाँ अर्को महत्त्वपूर्ण आधुनिक विज्ञान हो। अवस्थित र ठोस राज्य रसायन आयोजित नयाँ पदार्थ सिन्थेसाइजिङ अध्ययन गर्न।

सुविधाहरू ठोस

यसको गुण धेरै, उदाहरणका लागि, बिजुली वर्ण गति बाह्य इलेक्ट्रन ठोस अणुहरु निर्धारण गर्छ। त्यहाँ यस्तो शरीर को 5 कक्षाहरू छन्। तिनीहरूले अणुहरु को प्रकार आधारमा सेट:

• ईओण, आधारभूत विशेषता जो electrostatic आकर्षण को शक्ति छ। यसको विशेषताहरु: को इन्फ्रारेड क्षेत्रमा प्रतिबिम्ब र प्रकाश को अवशोषण। कम तापमान मा, ईओण बन्धन कम विद्युत चालकता द्वारा विशेषता छ। भौतिक यस्तो एउटा उदाहरण हाइड्रोक्लोरिक एसिड (NaCl) को सोडियम नुन छ।
• Covalent दुवै अणुहरु पर्छ जो एक इलेक्ट्रन जोडी, को खर्च मा बाहिर। यस्तो लिंक मा विभाजित छ: एकल (एकल), डबल र ट्रिपल। यी नाम इलेक्ट्रन जोडी (1, 2, 3) को उपस्थिति संकेत गर्छ। डबल र ट्रिपल बन्धन एकाधिक भनिन्छ। त्यहाँ समूह अर्को विभाजन छ। त्यसैले, पृथक ध्रुवीय र nonpolar बन्धन को इलेक्ट्रॉन घनत्व वितरण आधारमा। पहिलो फरक अणुहरु द्वारा गठन गरिएको छ, र दोस्रो - बराबर। उदाहरण जो छन् कुरा, को यस्तो ठोस राज्य - एक हीरा (सी) र सिलिकन (सी), यसको घनत्व द्वारा विशेषता। सबैभन्दा ठोस क्रिस्टल सिर्फ एक covalent बन्धन हो।
• धातु अणुहरु को valence इलेक्ट्रॉनों संयोजन गरेर गठन। फलस्वरूप, त्यहाँ कुल इलेक्ट्रन क्लाउड एक बिजुली भोल्टेज को प्रभाव अन्तर्गत विस्थापित छ जो छ। धातु बन्धन जब सम्बन्ध गाँसिसकेको अणुहरु लामो गठन गरिएको छ। तिनीहरूले इलेक्ट्रॉनों दान गर्न सक्षम छन्। धेरै धातु, यो बन्धन को जटिल यौगिकों कुरा को ठोस राज्य गठन गरिएको छ। उदाहरण: सोडियम, बारियम, एल्यूमीनियम, तामा, सुन। AlCr _2, CA ₂ घन, घन ₅ Zn _8: गैर-धातु यौगिकों निम्न _छन्। एक धातु सम्बन्ध गाँसिसकेको (धातु) संग पदार्थ शारीरिक गुण मा विविध छन्। तिनीहरूले (डब्ल्यू, नायब) धेरै गाह्रो, तरल (Hg), नरम (ना, कश्मीर) हुन सक्छ।
• आणविक कुरा को अलग अणु गठन गरिएका क्रिस्टल मा arising। यो शून्य इलेक्ट्रन घनत्व संग अणु बीच अंतराल द्वारा विशेषता छ। यी क्रिस्टल मा शक्ति लिङ्क अणुहरु धेरै छन्। एउटै अणु मा तिनीहरूले प्रत्येक अन्य मात्र कमजोर intermolecular आकर्षण आकर्षित छन्। किन तिनीहरूलाई बीच लिंक सजिलै गर्मी नाश छन् भन्ने छ। को अणुहरु बीच कनेक्शन धेरै गाह्रो संक्षिप्त। आणविक बन्धन अभिमुखीकरण, तितरबितर र प्रेरणा विभाजन गरिएको छ। यस्तो ठोस पदार्थ को एक उदाहरण मिथेन छ।
• जो सकारात्मक polarized अणुहरु वा तत्संबंधी अणु र एक अणु वा अन्य भागहरु को नकारात्मक polarized सानो कण बीच हुन्छ हाइड्रोजन। यी सम्बन्ध बरफ श्रेय गर्न सकिन्छ।

गुण ठोस

आज हामी के थाहा छ? वैज्ञानिकहरूले लामो ठोस राज्य पदार्थ को गुण अध्ययन गरिएको छ। जब तापमान उजागर र यसलाई परिवर्तन। शरीर तरल पदार्थ को संक्रमण पग्लिने भनिन्छ। को महामण्डल अवस्थामा ठोस को परिवर्तन sublimation भनिन्छ। घट्दै तापमान संग ठोस crystallization हुन्छ। को amorphous चरण हस्तान्तरण चिसो को प्रभाव अन्तर्गत केही पदार्थ। यो प्रक्रिया vitrification वैज्ञानिकहरू भनिन्छ।

चरण संक्रमण मा ठोस आन्तरिक संरचना परिवर्तन। उच्चतम अर्डर यो तापमान कम छ प्राप्त। वायुमण्डलीय दबाव र तापमान टी> 0 K प्रकृतिका अवस्थित कुनै पनि पदार्थ मा, solidify। को crystallization जो 24 एटीएम दबाब आवश्यक छ मात्र हेलियम, यो नियम एउटा अपवाद छ।

ठोस राज्य यो एक अलग शारीरिक गुण दिन्छ। तिनीहरूले केही क्षेत्रहरू र सेना को प्रभाव अन्तर्गत शरीर को विशिष्ट व्यवहार वर्णन। यी गुणहरू समूह विभाजित छन्। 3 ऊर्जा (यांत्रिक, थर्मल, विद्युत चुम्बकीय) को तीन प्रकार अनुरूप जोखिम विधि आवंटित करें। तदनुसार तिनीहरूले ठोस को शारीरिक गुण तीन समूह अवस्थित:

• तनाव र शरीर को विरूपण सम्बन्धित यांत्रिक गुणहरू। यी मापदण्ड अनुसार, ठोस लोचदार, rheological, बल र प्रविधि विभाजित छन्। बाँकी शरीर यसको आकार पनि कायम रहन्छ, तर यसले बाह्य शक्ति परिवर्तन गर्न सकिन्छ। यस मामला मा प्लास्टिक विरूपण (प्रारम्भिक दृश्य फर्के छैन), लोचदार (मूल आकार लाभ) वा विनाशकारी (एक निश्चित सीमा decays गर्दा / ब्रेक) को हुन सक्छ। यी प्रयासहरु लोचदार moduli वर्णन समीक्षा गर्नुहोस्। ठोस मात्र होइन stretching, सङ्कुचन resists, तर पनि घुमाई र झुकन, फेरबदल। आफ्नो सम्पत्ति नष्ट को कल प्रतिरोध गर्न कठोर शरीर बल।
• थर्मल क्षेत्रहरू को प्रभाव अन्तर्गत थर्मल प्रकट गर्नुभयो। एक सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण गुणहरू को - शरीर एक तरल राज्य रुपान्तरण जसमा पग्लिने बिन्दु। यो स्फटिक ठोस अवलोकन छ। Amorphous शरीर, तरल अवस्थामा आफ्नो संक्रमण रूपमा तापमान बिस्तारै खडा गर्दा फ्युजन को latent गर्मी अधिकार। मा एक निश्चित गर्मी amorphous शरीर पुग्नु यसको लोच हराउछ र plasticity बन्नेछ। यो राज्य आफ्नो ग्लास संक्रमण तापमान को उपलब्धि हो। जब ताप कठोर शरीर विरूपण हुन्छ। यसबाहेक, यो अक्सर विस्तार। Quantitatively, यो अवस्था एक निश्चित कारक द्वारा विशेषता छ। शारीरिक तापमान यस्तो flowability, plasticity, दृढता र बल रूपमा यांत्रिक गुण असर गर्छ।
• विद्युत ठोस microparticles प्रवाह र उच्च rigidity को विद्युत छालहरू गर्न जोखिम सम्बन्धित। यी परिवीक्षाधीन र radiative गुण समावेश गर्नुहोस्।

ब्यान्ड संरचना

यो ठोस वर्गीकृत थिए र तथाकथित ब्यान्ड संरचना। त्यसैले, तिनीहरूमध्ये विशिष्ट हो:

• कंडक्टर, चालकता र valence बैंड ओभरल्याप कि विशेषता। यसरी इलेक्ट्रॉनों सानो ऊर्जा yielding, तिनीहरूलाई बीच सार्न सक्नुहुन्छ। कंडक्टर लागि सबै धातु हो। जब बिजुली वर्तमान (कारण कम र उच्च क्षमता संग अंक बीच इलेक्ट्रॉनों को नि: शुल्क आन्दोलन गर्न) यस्तो सम्भावित फरक निकाय गठन गरिएको छ।
• क्षेत्रमा ओभरल्याप नगर्ने Dielectrics। तिनीहरूलाई बीच अन्तराल 4 eV भन्दा ठूलो छ। ठूलो ऊर्जा प्रवाहकत्त्व ब्यान्ड आवश्यक गर्न valence देखि इलेक्ट्रॉनों सञ्चालन गर्न। यी गुणहरू धन्यवाद वस्तुतः गैर-प्रवाहकीय dielectrics।
• अर्धचालक, को प्रवाहकत्त्व र valence बैंड को अभाव द्वारा विशेषता। तिनीहरूलाई बीच अन्तराल 4 eV भन्दा सानो छ। को प्रवाहकत्त्व ब्यान्ड गर्न valence देखि इलेक्ट्रॉनों हस्तान्तरण लागि dielectrics भन्दा कम ऊर्जा आवश्यक छ। शुद्ध (unalloyed र eigenfunctions) अर्धचालक गरिबी वर्तमान पारित गरिएको छ।

को ठोस मा आणविक गति आफ्नो विद्युत गुण कारण।

अन्य गुणहरू

ठोस विभाजित छन् र तिनीहरूको चुम्बकीय गुण। त्यहाँ तीन समूह हो:

• Diamagnetic गुण जो तापमान वा एकत्रीकरण को राज्य मा सानो भर पर्छन्।
• Paramagnetic, को प्रवाहकत्त्व इलेक्ट्रॉनों र अणुहरु को चुम्बकीय क्षणमा को अभिमुखीकरण परिणामस्वरूप। आफ्नो susceptibility क्यूरी अनुसार तापमान रूपमा घट्छ। यसरी, 300 K मा यो 10 ^{-5 छ।}
• एक आदेश संरचना अणुहरु को दीर्घकालीन अर्डर भइरहेको संग एक चुम्बकीय शरीर। आँखीझ्याल को नोड्स मा समय समयमा चुम्बकीय क्षणमा साथ कण प्रबन्ध छन्। यी ठोस र पदार्थ प्राय मानव गतिविधि विभिन्न क्षेत्रहरू प्रयोग गरिएको।

प्रकृति मा मुश्किल पदार्थ

तिनीहरूले के के हुन्? ठोस घनत्व हदसम्म आफ्नो कठोरता निर्धारण। हालैका वर्षहरूमा वैज्ञानिकहरूले हुन दावी धेरै सामाग्री फेला पारेका छौं "सबैभन्दा टिकाउ शरीर।" सबैभन्दा ठोस - यसको बारेमा 1.5 पटक हीरा भन्दा कठिन छ, (एक fullerene संग क्रिस्टल अणु) fullerite। दुर्भाग्यवश, यो केवल धेरै सानो मात्रा हाल उपलब्ध छ।

मिति, मुश्किल पदार्थ, पछि उद्योग मा प्रयोग गर्न सकिन्छ, जो - lonsdalite (हेक्सागोनल हीरा)। उहाँले 58% हीरा भन्दा कठिन छ। Lonsdalite - कार्बन को allotropic परिमार्जन। यसको क्रिस्टल जाली एक हीरा धेरै समान छ। Lonsdaleite सेल 4 अणुहरु समावेश गर्छ, तर हीरा - आज 8 सामान्यतः प्रयोग क्रिस्टल को मुश्किल हीरा छ।