Аморфное состояние вещества и его свойства. Что значит "аморфное состояние". Металлы и их сплавы

Что такое "АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ"? Как правильно пишется данное слово. Понятие и трактовка.

АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ (от греч. amorphos - бесформенный), конденсированное состояние в-ва, главный признак к-рого - отсутствие атомной или молекулярной решетки, т. е. трехмерной периодичности структуры, характерной для кристаллического состояния. Аморфные тела изотропны, т. е. их св-ва (мех., оптич., электрич. и др.) не зависят от направления. А. с. обычно устанавливают, во-первых, по небольшому числу максимумов на дифракционной картине (как правило, 2-4) на фоне диффузного гало, для к-рых характерны большая полуширина и быстрое убывание интенсивности с ростом угла дифракции; во-вторых, по отсутствию в колебательном или электронном спектре расщеплений полос, связанных с симметрией структуры (см. Дифракционные методы, Молекулярные спектры). Расплавы всех в-в выше их т-ры плавления Т пл, находятся обычно в термодинамически равновесном состоянии, в к-ром любая термодинамич. ф-ция состояния (уд. объем, энтальпия, энтропия) однозначно определяется т-рой, давлением и др. параметрами. При Т пл в-во переходит в равновесное твердое состояние-кристаллизуется (см. рис.). Однако в определенных условиях при т-рах ниже Т пп м. б. получено неравновесное состояние переохлажденной жидкости, а при дальнейшем охлаждении ниже т-ры стеклования Т ст - неравновесное твердое А. с. (см. Стеклообразное состояние). В этом состоянии в-во м. б. устойчиво в течение длит. времени; известны, напр., вулканич. стекла (обсидиан и др.), возраст к-рых исчисляется миллионами лет. Термодинамич. ф-ции стеклообразного А. с. определяются не только т-рой и давлением, но зависят также от предыстории образца (напр., скорости охлаждения). Физ. и хим. св-ва в-ва в стеклообразном А. с. обычно близки к св-вам кристаллич. модификации того же в-ва, однако они могут существенно отличаться. Так, стеклообразный GeO2 раств. в воде и р-рах щелочей, реагирует с фтористоводородной и соляной к-тами, тогда как модификация GeO2 в воде практически не растворима, очень медленно раств. в р-рах щелочей при нагревании, не реагирует с указанными к-тами. Температурные интервалы существования аморфного и кристаллического состояний в-ва: сплошная линия -равновесное состояние, штрихпунктирная - неравновесное. Переход из переохлажденного жидкого в стеклообразное А. с. происходит обычно в узком температурном интервале и сопровождается резким изменением св-в, в частности вязкости (на 10-15 порядков), температурного коэф. расширения (в 10-100 раз), модулей упругости (в 10-1000 раз), теплоемкости, плотности и др., чем формально напоминает фазовый переход II рода. Однако образование стеклообразного А. с. не сопровождается появлением зародышей новой фазы и физ. границы раздела фаз. Т ст не является термодинамич. характеристикой в-ва и в зависимости от условий измерения может меняться на неск. десятков градусов. Это обусловлено тем, что в температурном интервале стеклования резко замедляется перестройка структуры ближнего порядка жидкости (структурная релаксация), т. е. кинетич. природой стеклования. Ниже Т ст структурные превращения в в-ве прекращаются совсем (при конечном времени наблюдения), частицы (атомы, молекулы, фрагменты молекул) способны лишь к колебательным и мелкомасштабным вра-щат. движениям, трансляционная подвижность, характерная для жидкого состояния, теряется. Т. обр., различие в св-вах жидкого и твердого А. с. определяется характером теплового движения частиц. Существуют в-ва, к-рые не удается получить в кристаллич. состоянии. К таким в-вам относятся статистич. сополимеры и атактич. полимеры, в макромолекулах к-рых последовательность мономерных звеньев нерегулярна в направлении оси цепи. Считается, что из-за отсутствия периодичности в строении макромолекул ни при каких условиях не может возникнуть трехмерная периодич. структура и, следовательно, эти в-ва существуют только в А. с. Вопрос о термодинамич. природе равновесного твердого А. с. пока остается открытым (см. Третье начало термодинамики). Ряд жесткоцепных полимеров с высокими Т ст существует только в стеклообразном состоянии, т. к. при нагр. выше Т ст они разлагаются. Попытки создания физ. моделей А. с. пока к успеху не привели. Лит.: Тарасов В. В., Проблемы физики стекла, под ред. Г. М. Бартенева, 2 изд., М., 1979; Филлипс Дж., Физика стекла, в сб.: Физика за рубежом, М., 1983, с. 154-78; ZallenR., The physics of amorphous solid, N. Y., 1983. Э. Ф. Олейник. Г. З. Пинскер.

Аморфное состояние амо́рфное состоя́ние

твёрдое состояние вещества, характеризующееся изотропией физических свойств, обусловленной неупорядоченным расположением атомов и молекул. В отличие от кристаллического состояния переход из твёрдого аморфного состояния в жидкое происходит постепенно. В аморфном состоянии находятся различные вещества: стёкла, смолы, пластмассы и т. д.

АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ

АМО́РФНОЕ СОСТОЯ́НИЕ, твердое конденсированное состояние (см. КОНДЕНСИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ) вещества, характеризующееся изотропией (см. ИЗОТРОПИЯ) физических свойств, обусловленной неупорядоченным расположением атомов и молекул. Кроме изотропии свойств (механических, тепловых, электрических, оптических и т. д.) для аморфного состояния вещества характерно наличие температурного интервала, в котором аморфное вещество при повышении температуры переходит в жидкое состояние. Этот процесс происходит постепенно: при нагревании аморфные вещества в отличие от кристаллических, сначала размягчаются, затем начинают растекаться и, наконец, становятся жидкими, т. е. аморфные вещества плавятся в широком интервале температур.
Изотропия свойств характерна и для поликристаллического состояния (см. Поликристаллы (см. ПОЛИКРИСТАЛЛЫ) ), но поликристаллы имеют строго определенную температуру плавления, что позволяет отличать поликристаллическое состояние от аморфного.
В аморфных веществах, в отличие от кристаллических, отсутствует дальний порядок (см. ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК) в расположении частиц вещества, но присутствует ближний порядок (см. БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК) , соблюдаемый на расстояниях, соизмеримых с размерами частиц. Поэтому аморфные вещества не образуют правильной геометрической структуры, представляя собой структуры неупорядоченно расположенных молекул.
Структурное отличие аморфного вещества от кристаллического обнаруживается с помощью рентгенограмм. Монохроматические рентгеновские лучи, рассеиваясь на кристаллах, образуют дифракционную картину в виде отчетливых линий или пятен (см. Дифракция рентгеновских лучей (см. ДИФРАКЦИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ) ). Для аморфного состояния это не характерно.
В отличие от кристаллического состояния, аморфное состояние вещества не является равновесным. Оно возникает в результате кинетических факторов и со структурной точки зрения эквивалентно жидкому состоянию: аморфное вещество представляет собой переохлажденную жидкость, обладающую очень большой вязкостью. Обычно аморфное состояние образуется при быстром охлаждении расплава, когда не успевает пройти кристаллизация вещества. Такой процесс характерен для получения стекол, поэтому аморфное состояние часто называют стеклообразным состоянием. Однако чаще всего даже самое быстрое охлаждение недостаточно быстро для того, чтобы помешать образованию кристаллов. В результате этого большинство веществ получить в аморфном состоянии невозможно.
Самопроизвольный процесс перестройки аморфного вещества в равновесную кристаллическую структуру за счет диффузионных тепловых смещений атомов практически бесконечен. Но иногда такие процессы можно достаточно легко осуществить. Например, аморфное стекло после выдержки при определенной температуре «расстекловывается», т.е. в нем появляются мелкие кристаллики и стекло мутнеет.
В природе аморфное состояние менее распространено, чем кристаллическое. В аморфном состоянии находятся: опал (см. ОПАЛ) , обсидиан (см. ОБСИДИАН) , янтарь (см. ЯНТАРЬ) , смолы природные (см. СМОЛЫ ПРИРОДНЫЕ) , битумы (см. БИТУМЫ) . В аморфном состоянии могут находиться не только вещества, состоящие из отдельных атомов и обычных молекул, такие, как стекла неорганические (см. СТЕКЛО НЕОРГАНИЧЕСКОЕ) и жидкости (низкомолекулярные соединения), но и вещества, состоящие из длинноцепочечных макромолекул - высокомолекулярные соединения, или полимеры (см. аморфные полимеры (см. АМОРФНЫЕ ПОЛИМЕРЫ) ). Физические свойства аморфных веществ сильно отличаются от кристаллических, благодаря чему они нашли широкое применение в промышленности (см. аморфные и стеклообразные полупроводниковые материалы (см. АМОРФНЫЕ И СТЕКЛООБРАЗНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ) , аморфные магнетики (см. АМОРФНЫЕ МАГНЕТИКИ) , аморфные металлы (см. АМОРФНЫЕ МЕТАЛЛЫ) ).

Энциклопедический словарь . 2009 .

• Амон
• аморфность

Смотреть что такое "аморфное состояние" в других словарях:

АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ - (от греч. amorphos бесформенный), твёрдое состояние в ва, характеризующееся изотропией св в и отсутствием точки плавления. При повышении темп ры аморфное в во размягчается и переходит в жидкое состояние постепенно. Эти особенности обусловлены… … Физическая энциклопедия

Аморфное состояние - – твёрдое состояние вещества, обладающее двумя особенностями: его свойства (механические, тепловые, электрические и т. д.) в естественных условиях не зависят от направления в веществе (изотропия); при повышении температуры вещество,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ - АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ, состояние твердого тела, характеризующееся изотропией физических свойств, обусловленной неупорядоченным расположением атомов и молекул. В отличие от кристаллического состояния (смотри Кристаллы), переход из аморфного состояния … Современная энциклопедия

АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ - конденсированное состояние вещества, характеризующееся изотропией физических свойств, обусловленной неупорядоченным расположением атомов и молекул. В отличие от кристаллического состояния переход из твердого аморфного в жидкое происходит… … Большой Энциклопедический словарь - – состояние твердого вещества, у которого отсутствует строгая периодичность, присущая кристаллам (дальний порядок). Из за меньшей упорядоченности аморфные вещества при тех же Р Т имеют больший объем и большую внутреннюю энергию, чем кристаллы.… … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.

Аморфное состояние - (от греч. а отрицательная частица и morphē форма) твёрдое состояние вещества, обладающее двумя особенностями: его свойства (механические, тепловые, электрические и т. д.) в естественных условиях не зависят от направления в веществе… … Большая советская энциклопедия

АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ - тв. некристаллич. состояние в ва, характеризующееся изотропией физ. свойств и отсутствием точки плавления. При повышении темп ры аморфное в во размягчается и постепенно переходит в жидкое состояние. Эти особенности обусловлены отсутствием в А. с … Естествознание. Энциклопедический словарь

Аморфное состояние - твердое конденсированное состояние вещества, характеризующееся изотропией физических свойств, обусловленной неупорядоченным расположением атомов и молекул. Кроме изотропии свойств (механических, тепловых, электрических, оптических и т. д.) для аморфного состояния вещества характерно наличие температурного интервала, в котором аморфное вещество при повышении температуры переходит в жидкое состояние. Этот процесс происходит постепенно: при нагревании аморфные вещества в отличие от кристаллических, сначала размягчаются, затем начинают растекаться и, наконец, становятся жидкими, т. е. аморфные вещества плавятся в широком интервале температур .

Изотропия свойств характерна и для поликристаллического состояния, но поликристаллы имеют строго определенную температуру плавления, что позволяет отличать поликристаллическое состояние от аморфного.

В аморфных веществах, в отличие от кристаллических, отсутствует дальний порядок в расположении частиц вещества, но присутствует ближний порядок, соблюдаемый на расстояниях, соизмеримых с размерами частиц. Поэтому аморфные вещества не образуют правильной геометрической структуры, представляя собой структуры неупорядоченно расположенных молекул (рис. 1).

Структурное отличие аморфного вещества от кристаллического обнаруживается с помощью рентгенограмм. Монохроматические рентгеновские лучи, рассеиваясь на кристаллах, образуют дифракционную картину в виде отчетливых линий или пятен, что не характерно для аморфного состояния.

В отличие от кристаллического состояния, аморфное состояние вещества не является равновесным. Оно возникает в результате кинетических факторов и со структурной точки зрения эквивалентно жидкому состоянию: аморфное вещество представляет собой переохлажденную жидкость, обладающую очень большой вязкостью. Обычно аморфное состояние образуется при быстром охлаждении расплава, когда не успевает пройти кристаллизация вещества. Такой процесс характерен для получения стекол, поэтому аморфное состояние часто называют стеклообразным состоянием. Однако чаще всего даже самое быстрое охлаждение недостаточно быстро для того, чтобы помешать образованию кристаллов. В результате этого большинство веществ получить в аморфном состоянии невозможно.

Рисунок 1 - Строение решётки. a-кристаллическое строение; b-аморфное строение .

Самопроизвольный процесс перестройки аморфного вещества в равновесную кристаллическую структуру за счет диффузионных тепловых смещений атомов практически бесконечен. Но иногда такие процессы можно достаточно легко осуществить. Например, аморфное стекло после выдержки при определенной температуре «расстекловывается», т.е. в нем появляются мелкие кристаллы и стекло мутнеет.

В природе аморфное состояние менее распространено, чем кристаллическое. В аморфном состоянии находятся: опал, обсидиан, янтарь, смолы природные, битумы. В аморфном состоянии могут находиться не только вещества, состоящие из отдельных атомов и обычных молекул, такие, как стекла неорганические и жидкости (низкомолекулярные соединения), но и вещества, состоящие из длинноцепочечных макромолекул -высокомолекулярные соединения, или полимеры. Физические свойства аморфных веществ сильно отличаются от кристаллических, благодаря чему они нашли широкое применение в промышленности (аморфные и стеклообразные полупроводниковые материалы, аморфные магнетики, аморфные металлы).

Нужно помнить, что не все тела, которые существуют на планете Земля, имеют кристаллическое строение. Исключения из правила получили название «аморфные тела». Чем же они отличаются? Исходя из перевода данного термина - аморфный - можно предположить о том, что такие вещества отличаются от других своей формой или видом. Речь идет об отсутствии так называемой кристаллической решетки. Процесс расщепления, при котором появляются грани, не происходит. Аморфные тела также отличаются тем, что не зависят от окружающей среды, и их свойства постоянны. Такие вещества называются изотропными.

Небольшая характеристика аморфных тел

Из школьного курса физики можно вспомнить то, что аморфные вещества имеют такое строение, при котором атомы в них расположены в хаотичном порядке. Определенное место могут иметь лишь структуры-соседи, где такое расположение является вынужденным. Но все же проводя аналогию с кристаллами, аморфные тела не обладают строгой упорядоченностью молекул и атомов (в физике такое свойство получило название «дальний порядок»). В результате исследований было выяснено, что по своей структуре данные вещества схожи с жидкостями.

Некоторые тела (в качестве примера можно взять диоксид кремния, чья формула SiO 2) могут одновременно находиться в аморфном состоянии и иметь кристаллическую структуру. Кварц в первом варианте обладает структурой неправильной решетки, во втором - правильного шестиугольника.

Свойство №1

Как уже говорилось выше, аморфные тела не обладают кристаллической решеткой. Их атомы и молекулы имеют ближний порядок размещения, что и будет первым отличительным свойством данных веществ.

Свойство №2

Текучестью данные тела обделены. Для того чтобы лучше объяснить второе свойство веществ, можно сделать это на примере воска. Ни для кого не секрет, что если налить воду в воронку, то она просто выльется из нее. То же самое будет и с любыми другими текучими веществами. А свойства аморфных тел не позволяют им проделывать такие «трюки». Если воск поместить в воронку, то он предварительно растечется по поверхности и лишь потом начнет стекать с нее. Это связано с тем, что молекулы в веществе перескакивают из одного положения равновесия в абсолютно другое, не имея основного местоположения.

Свойство №3

Пора поговорить о процессе плавления. Следует запомнить тот факт, что аморфные вещества не имеют определенной температуры, при которой начинается плавление. Во время поднятия градуса тело постепенно становится мягче и затем превращается в жидкость. Физики всегда делают упор не на температуре, при которой данный процесс начал происходить, а на соответствующем температурном интервале плавления.

Свойство №4

О нем уже было сказано выше. Аморфные тела изотропны. То есть их свойства в любом направлении неизменны, даже если условия пребывания в местах различны.

Свойство №5

Хоть раз каждый человек наблюдал, что с течением определенного промежутка времени стекла начинали мутнеть. Это свойство аморфных тел связно с повышенной внутренней энергией (она в разы больше, чем у кристаллов). Из-за этого данные вещества спокойно сами могут перейти в кристаллическое состояние.

Переход к кристаллическому состоянию

Спустя определенный промежуток времени любое аморфное тело переходит в кристаллическое состояние. Это можно наблюдать в привычной жизни человека. Например, если оставить леденец или мед на несколько месяцев, то можно заметить, что они оба потеряли свою прозрачность. Обычный человек скажет, что они просто засахарились. И правда, если разломать тело, то можно заметить наличие кристаллов сахара.

Итак, говоря об этом, необходимо уточнить, что самопроизвольное превращение в другое состояние связано с тем, что аморфные вещества неустойчивы. Сравнивая их с кристаллами, можно понять, что последние в разы «мощнее». Объяснить факт можно благодаря межмолекулярной теории. Согласно ей, молекулы постоянно перескакивают с одного места на другое, тем самым заполняя пустоты. Со временем образуется устойчивая кристаллическая решетка.

Плавление аморфных тел

Процессом плавления аморфных тел называется момент, когда с поднятием температуры все связи между атомами рушатся. Именно тогда вещество превращается в жидкость. Если условия плавления таковы, что давление одинаково на протяжении всего периода, то температура также должна быть фиксированной.

Жидкие кристаллы

В природе существуют тела, которые имеют жидкокристаллическую структуру. Как правило, они входят в перечень органических веществ, а их молекулы обладают нитевидной формой. Тела, о которых идет речь, обладают свойствами жидкостей и кристаллов, а именно текучестью и анизотропией.

В таких веществах молекулы располагаются параллельно друг другу, однако, между ними нефиксируемое расстояние. Они движутся постоянно, но ориентацию менять несклонны, поэтому постоянно находятся в одном положении.

Аморфные металлы

Аморфные металлы больше известны обычному человеку под названием металлические стекла.

Еще в 1940 году ученые заговорили о существовании данных тел. Уже тогда стало известно, что специально полученные вакуумным напылением металлы, не имели кристаллических решеток. И лишь через 20 лет было произведено первое стекло такого типа. Особого внимания у ученых оно не вызвало; и только спустя еще 10 лет о нем заговорили американские и японские профессионалы, а потом уже корейские и европейские.

Аморфные металлы отличаются вязкостью, достаточно высоким уровнем прочности и стойкостью к коррозии.

Человек – социальное существо. Для того чтобы нормально существовать, большинству людей необходим постоянный контакт с себе подобными, а также проведение сравнительного анализа своего окружения и себя самого. Коту, для того чтобы осознавать себя котом, нет необходимости общаться с другими котами. Ему даже не нужно осознавать себя котом. Человек без идентификации себя, как части социума, может затрудниться с определением собственной личности и с выбором стиля общения с другими членами общества.

Классификация осуществляется на основе зыбких понятий и определений. Подчас выводы о том, стоит или нет продолжать общение, достойный ли партнер, делаются на основе гороскопов и тому подобных рекомендаций. Часто мы даже не можем сформулировать своих требований к тем, с кем нам случается общаться, вне зависимости от того, насколько тесным является общение: к членам нашей семьи, коллегам по работе, друзьям или случайным знакомым. К примеру, каково значение слова «аморфный» по отношению к человеку?

Плохо ли быть подобным человеком?

Значение слова «аморфный» в определении человека чаще всего несет в себе негативный смысл. Никто не хочет себе в мужья такого типа, общество подобных индивидов не внушает доверия, и быть аморфным никто прямо не желает. Но вот четкого определения, что это за зверь такой, аморфный человек, не существует.

И каждый понимает его «в меру своей испорченности»:

• Кто-то полагает, что аморфный – синоним безвольного и бесхребетного;
• Для кого-то аморфным считается человек, не имеющий принципов, легко меняющий свои убеждения;
• Аморфными называются неконфликтные люди, не умеющие или нежелающие отстаивать свои права – мнимые или реальные;
• Ленивые телом или мозгом тоже попадают в эту категорию;
• А также несообразительные и несобранные, безынициативные, плывущие по течению, безответственные, не имеющие цели, и всем довольные;
• Не совершающие ничего ценного и не имеющие амбиций, довольствующиеся малым, и не стремящиеся получить больше.

Список черт характера, которые считаются проявлением аморфности в человеке можно еще продолжать и продолжать. Только при ближайшем рассмотрении, много ли среди нас тех, кто готов отдать жизнь за свои принципы и убеждения, стремящихся стать чемпионом, сделать карьеру, открывших еще один закон мироздания, названный в их честь? Написавших бессмертную трагедию или создавших еще что-нибудь оставшееся в памяти благодарных потомков?

В большинстве случаев, мы все стремимся избегать конфликтов и пытаться решать свои проблемы за чужой счет. Мы ленимся, опасаемся проявлять инициативу или не имеем ее.

Не пунктуальны и безответственны, плывем по течению, и совершенно не готовы что-то менять в своей уютной жизни. Практически любого можно назвать аморфным человеком, ориентируясь на качества характера, которые приписываются людям, «не имеющим формы» . Так почему же эпитет «аморфный» считается негативным, если подавляющее большинство тех, кто нас окружает, так или иначе, может соответствовать определяющим параметрам аморфности.

Почему плохо быть мягким человеком; не имеющего формы вряд ли признают положительным. Может, это не отклонение, а норма общества?

Физика и лирика

К аморфным телам или веществам, с точки зрения физики, относятся те, которые не имеют кристаллической решетки, т.е. обладают ближним порядком атомной структуры в конденсированном состоянии, и не имеют дальнего. Но то, что понятно в физике, сложно поддается осмыслению в описании социальной жизни человека. Согласно общему мнению, быть таким – плохо.

Если твой парень является или считается аморфным человеком, тебе не повезло и стоит поискать другого спутника жизни. Если в твоем подчинении аморфные сотрудники, то успехов в бизнесе не достичь. Но, кстати, никто особенно не страдает от того, что его девушка или супруга аморфна. Может, аморфное состояние характерно только для человека мужского пола?

Бытие определяет сознание, аморфное состояние – это не врожденная черта характера, а результат того, как на формирование личности и характера человека повлияло окружение, воспитание. И в зависимости от обстановки и происходящих событий большинство людей способно радикально меняться.

Физические аморфные тела тоже способны приобретать свойства кристаллических веществ, при определенных воздействиях – давлении, электромагнитном поле, и пр.

Так ли нужна точность в науках об обществе или личности?

Для специалистов-социологов, психологов, точные определения необходимы, как и для любых других профессионалов. Иначе им сложно понимать друг друга в их профессиональной деятельности. Но для чего мы классифицируем тех, кто нас окружает?

Для чего нам знать, сангвиник или холерик наш будущий муж, насколько полно относится к сентиментальному типу характера наша девушка, и в какой степени «рыхлым» допускается быть человеку, чтобы в него не тыкали пальцем в приличном обществе.

Мы думаем, что прочитав руководство по популяризированной психологии, мы сможем управлять окружающими людьми и добиться от них того, чего хотим.

Мы верим, что ориентируясь на гороскоп, мы сможем устроить свою жизнь проще и лучше.

Если бы это было так, все бы жили долго и счастливо, а количество разводов, рухнувших надежд, и несбывшихся мечтаний стремилось к нулю.

Однако в реальной жизни такого благолепия не наблюдается. И если бы слабовольность, лень, беспринципность и стремление иметь жизнеустройство, плывущее спокойно по течению, были бы основополагающими факторами, лишающими счастья, кто бы из нас мог похвастаться счастливой жизнью?