جامد آمورف با چه ویژگی هایی شناخته می شود؟
جامد آمورف با چه ویژگی هایی شناخته می شود؟

پشمکی که بچه ها به خوردن آن علاقه دارند یک جامد آمورف است، شیشه پنجره خانه هم جامد آمورف است. سس مایونز و حتی شیرینی شکلاتی هم جامد آمورف محسوب می شوند. برچه اساسی همه این مواد از شیشه گرفته تا غذا را جامد آمورف می نامیم؟


بنا به تعریف، جامد آمورف هر ماده ای است که شکل هندسی ندارد. پیشوند مورف (morph) هم به معنی فاقد شکل است.

دوباره به پشمک فکر کنیم. پشمک مایع نیست و وقتی تکه هایی از آن را می کنیم دستمان در یک گودال مایع وارد نمی شود. با این حال پشمک فاقد شکل است. می توانیم آن را لوله کنیم و برای این که آن را راحت بخوریم به شکل توپ درآوریم.

 

ویژگی های جامد آمورف

جامد ماده ای است که یک شکل تعریف شده و مشخص دارد. در شیمی، جامد به حالتی از ماده اطلاق می شود که نه فقط شکل مشخصی دارد بلکه حجم مشخصی هم دارد.

جامدات دو نوع اند: جامدات بلوری (کریستالی) و جامدات آمورفی. آنها با هم متضادند. جامدات بلوری ساختار بسیار مشخص و الگوی واضحی دارند و کاملاً با جامد آمورف تفاوت دارند که فاقد الگوی واضح و سفت و سخت است.

نکته ای که در رابطه با جامدات آمورفی باید به خاطر داشت ویژگی های فیزیکی آنها است. از آن جایی که این جامدات فاقد شکلی مشخص اند، قدرت پیوندهایی که که اتم های آنها را کنار هم نگه می دارد هم می تواند متفاوت باشد. برخی از این پیوندها ضعیف تر از بقیه جامدات آمورف و برخی از پیوندها قوی تر از بقیه اند. همین امر می تواند به یک خاصیت دیگر جامدات آمورف منجر شود و آن این که آنها نقطه ذوب خیلی مشخصی ندارد.

نقطه ذوب این جامد را بسته به حرارتی که به آن داده می شود می توانیم تغییر دهیم. یک جامد آمورف می تواند خیلی سریع ذوب شود چراکه پیوندهای بین اتم هایش ضعیف و مستعد شکستن اند. در طرف دیگر، یک ماده دیگر ممکن است زمان بیشتری برای ذوب شدن نیاز داشته باشد چراکه پیوندهای اتم هایش بسیار قوی تر اند و موقعی که به این ماده حرارت داده می شود از شکستن امتناع می کنند.

 

تفاوت انواع جامدات با مایعات

جامدات و مایعات هر دو اشکالی از ماده چگال اند. هر دوی آنها از اتم هایی تشکیل شده اند که به شکل تنگاتنگی نزدیک یکدیگر قرار دارند. البته خواصشان با هم بسیار متفاوت است. در حالی که یک ماده جامد هم حجم مشخص و هم شکل مشخص دارد، یک مایع دارای حجم مشخص است اما شکلش به شکل ظرف بستگی دارد.

یک جامد در مقابل تنش ناشی از برش مقاومت نشان می دهد در حالی که یک مایع این طور نیست. (تنش ناشی از برش، نیرویی خارجی است که تمایل به ایجاد تغییر در یک ماده دارد.)

نیروهای خارجی می توانند شکل یک جامد را تغییر دهند، آن را تاب دهند و یا خم کنند و یا کج و کوله اش کنند اما وقتی این نیروها حذف می شوند، جامد به شکل اولیه اش برمی گردد. وقتی یک نیروی خارجی بر یک مایع وارد می شود، مایع جاری می شود. درواقع مایع شکل اش را حفظ نمی کند.

به این ترتیب این ویژگی ها تفاوت های اساسی بین مایعات و جامدات را تشکیل می دهد:

مایع جاری می شود، فاقد شکل معینی است (هر چند حجم آن معلوم و قطعی است) و نمی تواند در مقابل تنش ناشی از برش مقاومت کند. جامد جاری نمی شود، شکل مشخص دارد و در برابر تنش ناشی از برش، سختی الاستیک (قابلیت ارتجاع) را به نمایش می گذارد.

در سطح اتم، این تمایزات از تفاوتی اساسی در ماهیت حرکت اتم ناشی می شود. اتم ها در جامد تحرک ندارند. هر اتم نزدیک به یک نقطه در فضایی می ماند. با این که اتم ماده جامد حرکت نمی کند اما در عوض به سرعت در اطراف این نقطه معین در نوسان است (با بالاتر رفتن دما، سریع تر نوسان می کند).

در مقابل اتم ها در یک مایع متحرک هستند و به طور مستمر در سراسر ماده سرگردان اد. درواقع در مایع برخلاف جامد هیچ ترتیب پایداری در اتم ها نیست. اتم ها در یک مایع متحرک اند و دایم در سراسر ماده سرگردان اند.




0 0