AMORFA FASTA ÄMNEN: STRUKTUR, EGENSKAPER, EXEMPEL - KEMI - 2026

De amorfa fasta ämnena är sådana som inte har en ordnad struktur med lång räckvidd. De är motsatsen till vad som kallas ett kristallint fast ämne. Dess partiklar förknippas på ett oordningligt sätt, liknande vätskor, men med tillräckligt med kraft för att sammanfogas till en fast struktur.

Denna amorfa karaktär är vanligare än du kanske tror; det är i själva verket ett av de möjliga staterna som kondenserad fråga kan anta. Härigenom förstås att varje förening som kan stelna och därför kristallisera också kan agglomerera på ett oordningligt sätt om de experimentella förhållandena tillåter det.

Bomullsgodis är ett exempel på ett amorft fast ämne. Källa: Pixabay.

Ovan nämnda gäller vanligtvis för rena substanser, vare sig element eller föreningar. Men det är också giltigt för blandningar. Många fasta blandningar är amorfa, såsom bomullsgodis, choklad, majonnäs eller potatismos.

Det faktum att ett fast ämne är amorft gör det inte mindre värdefullt än ett kristallint. Strukturella störningar ger det ibland unika egenskaper som det inte skulle uppvisa i ett kristallint tillstånd. Till exempel föredras amorf kisel i den fotovoltaiska industrin framför kristallin för vissa småskaliga tillämpningar.

Struktur av amorfa fasta ämnen

Skillnad mellan en kristallin struktur och en amorf struktur. Källa: Gabriel Bolívar.

Strukturen hos ett amorft fast ämne är rörigt; det saknar periodicitet eller strukturellt mönster. Bilden ovan illustrerar denna punkt. A motsvarar ett kristallint fast ämne, medan B representerar ett amorft fast ämne. Observera att i B är de purpurfärgade rombarna ordnade godtyckligt, även om både i A och B finns samma typ av interaktioner.

Om du också tittar på B ser du att det finns utrymmen som verkar vara tomma; strukturen har fel eller oegentligheter. Därför beror en del av den mikroskopiska eller interna störningen i ett amorft fast ämne på att dess partiklar "arrangeras" på ett sådant sätt att den resulterande strukturen har många brister.

Först nämndes omfånget i ordningsgraden av amorfa fasta ämnen. I B finns det bara ett par rhombus som verkar vara snyggt inriktade. Det kan beställas regioner; men bara på nära håll.

Ett amorft fast ämne sägs då bestå av omätbara små kristaller med olika strukturer. Summan av alla dessa strukturer slutar att bli labyrintisk och meningslös: den globala strukturen blir amorf, bestående av oändliga kristallina kvarter spridda överallt.

Egenskaper

Egenskaperna hos ett amorft fast material varierar beroende på arten av dess beståndsdelar. Det finns dock vissa allmänna egenskaper som kan nämnas. Amorfa fasta ämnen kan vara glasartade när de presenterar liknande aspekter som kristaller; eller gelatinös, hartsartad eller dammig.

Eftersom deras strukturer är störda genererar de inte tillförlitliga röntgendiffraktionsspektra, liksom deras smältpunkter är inte exakta utan täcker snarare ett antal värden.

Till exempel kan smältpunkten för ett amorft fast ämne sträcka sig från 20 till 60 ° C. Under tiden smälter kristallina fasta ämnen vid en specifik temperatur eller i ett smalt område om de innehåller många föroreningar.

Ett annat kännetecken för amorfa fasta ämnen är att när de bryts eller spricker har de inte sitt geometriska fragment med plana ytor, utan oregelbundna fragment med böjda ytor. När de inte är glasartade framträder de som dammiga och ogenomskinliga kroppar.

Förberedelse

Mer än ett amorft fast ämne bör detta koncept behandlas som ett "amorft tillstånd". Alla föreningar (joniska, molekylära, polymera, metalliska, etc.) kan upp till en viss punkt, och om experimentella förhållanden tillåter det, bilda amorfa och icke-kristallina fasta ämnen.

Till exempel erhålles i organiska synteser ursprungliga fasta föreningar som pulverformiga massor. Dess föroreningsinnehåll är så hög att de påverkar dess molekylära ordning på lång sikt. Det är därför som produkten återkristalliseras om och om igen, det fasta materialet blir mer och mer kristallint; det förlorar sin amorfa karaktär.

Detta betyder dock inte att amorfa fasta ämnen nödvändigtvis är orena material; flera av dem är amorfa av sin egen kemiska natur.

En ren substans kan stelna amorft om dess vätska plötsligt kyls, på ett sådant sätt att dess partiklar inte kristalliserar utan får en glasaktig konfiguration. Kylningen sker så snabbt att partiklarna inte har tillräckligt med tid för att rymma de kristallina blocken som knappt lyckas "födas".

Vatten kan t.ex. existera i ett glasartat, amorft tillstånd och inte bara som is.

Exempel på amorfa fasta ämnen

Mineraler och plast

Obsidian är en av de få amorfa mineraler som är kända. Källa: Pixabay.

Praktiskt taget vilket kristallmaterial som helst kan anpassas till en amorf form (och vice versa). Detta händer med vissa mineraler, som av geokemiska skäl inte formellt kunde etablera sina konventionella kristaller. Andra å andra sidan bildar inte kristaller utan glas; så är fallet med obsidian.

Å andra sidan tenderar polymerer att stelna amorft, eftersom deras molekyler är för stora för att definiera en ordnad struktur. Det är här harts, gummi, polystyrenskum (anime), plast, teflon, bakelit, bland andra kommer in.

Biologisk vävnad

Biologiska fasta ämnen är mestadels amorfa, såsom organvävnad, hud, hår, hornhinna, etc. På samma sätt bildar fett och proteiner amorfa massor; Men med korrekt beredning kan de kristallisera (DNA-kristaller, proteiner, fetter).

Glasögon

Glas, ett amorft fast ämne

Även om det har lämnats nästan sist, är det mest representativa amorfa fasta ämnet överlägset själva glaset. Dess sammansättning är väsentligen densamma som kvarts: SiO ₂ . Både kvartskristall och glas är tredimensionella kovalenta nätverk; bara att glasgitteret är rörigt, med Si-O-bindningar i olika längder.

Metalliskt glasprov

Glas är den avgörande amorfa fasta substansen, och material som får ett liknande utseende sägs ha ett glasartat tillstånd.

Kol och metaller

Vi har amorft kol, aktivt kol är en av de viktigaste för dess absorberande kapacitet. Det finns också amorft kisel och germanium, med elektroniska applikationer där de fungerar som halvledare.

Och slutligen finns det amorfa legeringar, som på grund av skillnaden i deras överensstämmande metallatomer inte bildar en kristallin struktur.

referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
2. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi . (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
3. Rachel Bernstein & Anthony Carpi. (2020). Fastighetsegenskaper. Återställd från: visionlearning.com
4. Wikipedia. (2020). Amorf fast substans. Återställd från: en.wikipedia.org
5. Richard Zallen, Ronald Walter Douglas m.fl. (31 juli 2019). Amorf fast substans. Encyclopædia Britannica. Återställd från: britannica.com
6. Elsevier BV (2020). Amorf fast substans. Science. Återställd från: sciencedirect.com
7. Danielle Reid. (2020). Amorf fast substans: Definition och exempel. Studie. Återställd från: study.com
8. Rubiks kubkonstverk. (2008). Vad är ett amorft material? Återställs från: web.physics.ucsb.edu