Лекція №4. Твердий стан речовини

Основні питання:

1. Твердий стан речовини.

2. Кристалічні та аморфні речовини.

3. Сублімація, її значення в консервуванні харчових продуктів.

4. Утворення та руйнування кристалів. Використання закономірностей цих процесів при виборі режимів заморожування і розморожування харчових продуктів.

Твердий стан речовин – найвищий ступінь організації речовини, як і рідкий, називають конденсованим.

Характеризується значними силами взаємодії між частинками: частинки не переміщуються, а тільки коливаються біля певних середніх положень рівноваги.

Кристалами називаються тверді, однорідні, анізотропні тіла, здатні нарощувати грані за рахунок відкладання нових частинок та викликати дифракцію рентгенівських променів.

Полікристали – це агрегати значної кількості дрібних, по-різному орієнтованих монокристалів неправильної форми, регулярні ділянки структури яких існують у певних межах.

Однорідність (ізотропність) кристалів виявляється в тому, що вони в усіх своїх частинах у паралельних напрямках мають однакові властивості.

Анізотропність (векторіальність) – це неоднаковість фізичних властивостей кристалів у непаралельних напрямках. Зумовлена внутрішньою будовою кристалів – різною відстанню між частинками в різних напрямках.

Кристал вітерита	Кристал	Форми кристалів	Структура кристалу магнію Структура кристалу NaCI
	Елементарні комірки 14 типів просторових граток

Кристалічна ґратка – це математична абстракція, що визначає відносне розміщення вузлів у просторі.

Просторова ґратка є геометричним образом кристалічної ґратки – каркасу вузлів, що регулярно повторюються й паралельно розміщуються у просторі, в яких можуть міститися частинки речовини.

Найменшу частинку кристала з характерною для даного типу ґратки структурою називають елементарною коміркою.

Елементарна комірка – це паралелепіпед, трансляцією якого в напрямку кожної з трьох координатних осей можна побудувати всю кристалічну ґратку.

Структура – це реальне розташування матеріальних частинок у кристалі. Одній й тій же ґратці може відповідати декілька різних структур.

Структурний тип характеризує відносне розміщення частинок у просторі без урахування відстаней між ними. Число різних типів ґраток дорівнює 14, а число різних структурних типів нескінченно велике.

Кристалічна структура твердої речовини визначається трьома факторами (Гольдшмідт, 1926):ё

1. хімічним складом речовини;

2. розмірами структурних складових;

3. природою сил, що утримують ці складові в кристалі.

Енергія кристалічної решітки (Е_кр) – це енергія, яку необхідно прикласти для руйнування кристалічної ґратки і відокремлення її складових частин на таку відстань, на якій вже не відбувається їх взаємодія. Одиниці вимірювання – кДж/моль.

Кількісно характеризує міцність кристалу: Е_кр(NaCІ) = 771кДж; Е_кр (КІ) = 687кДж

Висновок: кристали NaCL більш міцні, ніж КІ.