Аморфні тіла. Характеристики
Термін «аморфне» перекладається з грецької буквально як «не вид», «не форма». Такі речовини не володіють кристалічною структурою, вони не піддаються розщепленню з формуванням кристалічних граней. Як правило, аморфне тіло изотропно, тобто його фізичні властивості не залежать від напрямку зовнішнього впливу.
До аморфним речовинам відносять скла (вулканічні і штучні), клеї, смоли і т. д. твердотільної станом аморфного тіла вважається скло. Таким чином, речовини можуть перебувати в склоподібного стані під впливом знижених температур. Під впливом температур підвищених вони переходять у стан розплаву. В'язкість аморфних речовин залежить від температури: чим вона вища, тим нижче буде цей показник.
Властивості аморфних тіл дозволяють поставити їх на проміжне місце між рідинами і кристалами. У зв'язку з цим їх складно однозначно назвати твердими.
Плавлення аморфних тіл - одна з основних характеристик цих речовин. Можна провести досвід. Для нього буде потрібно стеаринова свічка, пластилін і штучне джерело тепла (обігрівач). І свічку, і пластилін поміщають на рівній відстані від обігрівача. Через деякий час почне відбуватися плавлення частини свічки. При цьому пластилін лише стане м'якше. Ще через деякий час свічка розплавиться повністю. Пластилін ж стане зовсім м'яким.
Існують і інші, подібні стеарину, речовини - наприклад, метали. При нагріванні вони не розм'якшуються, а плавляться. У цьому процесі можна завжди спостерігати як ще тверду, так і вже рідку частину речовини. Ці тіла відносяться до кристалічним.
Існують і речовини, які, нагріваючись, розм'якшуються поступово і стають більш текучими. У цих випадках вказати температуру, при якій вони розм'якшуються, неможливо. Це - аморфні тіла. Вони володіють плинністю навіть під впливом невисоких температур. Це можна підтвердити досвідом.
У скляну воронку слід покласти шматок смоли і залишити його при кімнатній температурі. Через кілька тижнів буде видно, що смола не тільки прийняла форму воронки, а й почала витікати з неї подібно струмені. Даним досвідом підтверджується, що аморфні тіла поводяться як дуже в'язкі і густі рідини.
При вивченні їх за допомогою рентгенівських променів і електронного мікроскопа встановлено, що в цих речовинах частинки розташовуються не в строгому порядку. Кристалам властивий, наприклад, так званий дальній порядок, за яким здійснюється розстановка частинок. Аморфні тіла відрізняються ближнім порядком розташування. Це означає, що деяка ступінь упорядкованості в розташуванні зберігається тільки поблизу кожної окремої частки.
Встановлено, що в цих речовинах (як, власне, і в інших) частинки коливаються безладно і безперервно. Однак в аморфних тілах вони можуть перескакувати з одного місця на інше. Цьому сприяє і неоднаково щільне розташування часток в аморфних речовинах - мають місце і відносно великі проміжки. Але ці відстані не є "вакантними", як, наприклад, в кристалічних речовинах.
Протягом певного проміжку часу (місяців, тижнів, днів) окремі аморфні тіла можуть мимовільно переходити в кристалічний стан. Так, наприклад, можна спостерігати, як мед або цукровий льодяник через деякий час втрачають прозорість. У таких випадках зазвичай говорять, що продукти «засахарівшійся». При цьому, зачерпнувши засахарівшійся мед ложкою або поламавши льодяник, можна дійсно спостерігати сформувалися кристалики цукру, які раніше існували в аморфному вигляді.
Така мимовільна кристалізація речовин вказує на різну ступінь стійкості станів. Таким чином, аморфне тіло менш стійко.