固体：性质，结构，密度和实施例

固体物质是能够形成体积并具有体积的物质。 从液体和气体，它们的形式不同。 固体由于其颗粒不能自由移动而保持身体的形状。 它们的密度，塑性，电导率和颜色不同。 他们也有其他属性。 例如，大多数这些物质在加热期间熔化，获得液体聚集体状态。 其中一些加热时立即变成气体（升华）。 但也有分解成其他物质的那些。

固体类型

所有固体分为两组。

1. 无定形，其中单个颗粒位于混沌状态。 换句话说：他们没有一个明确的（明确的）结构。 这些固体能够在一定的温度范围内熔化。 最常见的是玻璃和树脂。
2. 结晶，其又分为4种类型：原子，分子，离子，金属。 在它们中，颗粒仅按照一定的方案定位，即在晶格的节点处。 其在不同物质中的几何形状可能有很大差异

固体结晶物质数量多于无定形物质。

结晶固体的类型

在固态下，几乎所有物质都具有晶体结构。 它们的结构不同。 其节点中的晶格包含不同的粒子和化学元素。 他们按照他们的名字命名。 每种类型都有其特征：

• 在原子晶格中，固体颗粒通过共价键结合。 它的优势在于它的优势。 因此，这些物质的特征在于具有高熔点和沸点。 石英和钻石是这种类型的。
• 在分子晶格中，颗粒之间的键是显着的弱点。 这种类型的物质的特征在于沸腾和熔化的容易性。 他们有不同的波动性，因为它们有一定的气味。 这种固体包括冰，糖。 这种类型的固体中的分子的运动通过它们的活性来区分。
• 在 离子晶格中 ，节点与相应的颗粒正交和负相交替。 他们被静电吸引。 这种晶格存在于碱，盐， 碱性氧化物中。 这种类型的许多物质都易溶于水。 由于离子之间相当强的连接，它们是难熔的。 几乎所有这些都是无臭的，因为它们的特征是非挥发性。 离子晶格物质不能传导电流，因为它们不含有自由电子。 离子固体的典型实例是氯化钠。 这样的晶格让它变得脆弱。 这是因为它的任何变化都会导致离子排斥力的出现。
• 在金属晶格中，只有具有正电荷的节点中才存在化学物质的离子。 在它们之间有自由电子，热能和电能完全通过。 这就是为什么任何金属在导电性方面不同。

一般概念坚实

固体和物质几乎是一样的。 这些术语是4个综合状态之一。 固体具有稳定的原子热运动的形状和特征。 后者在平衡位置旁边产生小的波动。 科学处理组成和内部结构研究的部分被称为固态物理学。 还有其他重要的知识领域涉及这些物质。 外部影响和运动下的形状变化称为变形体的力学。

由于固体的不同性质，它们已经在人造的各种技术装置中得到应用。 大多数情况下，使用的基础是硬度，体积，质量，弹性，延展性，脆性等特性。 现代科学允许使用其他质量的固体，这可以在实验室中进行检测。

什么是水晶？

晶体是具有以一定顺序排列的颗粒的固体。 每种化学物质都有自己的结构。 其原子形成三维周期性铺设，称为晶格。 固体具有不同的结构对称性。 固体的结晶状态被认为是稳定的，因为它具有最小量的势能。

绝大多数固体材料（天然）由大量随机取向的单个颗粒（微晶）组成。 这些物质称为多晶。 这些包括技术合金和金属，以及许多岩石。 单晶被称为单一天然或合成晶体。

大多数情况下，这种固体由熔体或溶液表示的液相的状态形成。 有时它们是从气态获得的。 这个过程叫做结晶。 由于科技进步，种植（合成）各种物质的程序已成为工业规模。 大多数晶体具有 普通多面体 形状的天然形状 。 他们的大小是非常不同的。 因此，天然石英（岩石）可以重达几百公斤，钻石可以达到几克。

在无定形固体中，原子在混浊位置附近处于恒定振荡。 他们保留一定的短距离订单，但没有远程订单。 这是因为它们的分子位于与其尺寸相比较的距离。 我们生活中最常见的例子就是玻璃状态。 无定形物质 通常被认为是具有无限高粘度的流体。 它们的结晶时间有时是如此之大，以至于它根本不出现。

这些物质的上述特性使其独特。 无定形固体被认为是不稳定的，因为它们最终可能过渡到结晶状态。

构成固体的分子和原子以高密度包装。 它们几乎保留了相对于其他颗粒的相互位置，并由于分子间相互作用而保持在一起。 固体物质分子在不同方向的距离称为晶格参数。 物质的结构及其对称性决定了各种性质，如电子区，裂解和光学。 当暴露于足够高强度的固体物质时，这些特性在一定程度上可能受到侵害。 在这种情况下，固体容易发生永久变形。

固体原子执行振动运动，这是由于它们拥有热能。 由于它们可以忽略，所以只能在实验室条件下观察。 固体物质的分子结构极大地影响其性质。

固体研究

在固体物理学的各个小节中研究了这些物质的特征，性质，质量和粒子运动。

对于使用的研究：放射光谱，使用X射线的结构分析和其他方法。 所以我们研究固体的机械，物理和热性能。 硬度，耐负荷，极限强度，相变，研究材料科学。 它与固体的物理学基本相同。 还有另一个重要的现代科学。 现有和合成新物质的研究是由固态化学进行的。

固体特征

固体原子的外电子运动的性质决定了许多其特性，例如电性能。 有5类这样的机构。 它们是根据原子键的类型而建立的：

• 离子，其主要特点是静电吸引力。 其特点：反射和吸收红外区域的光。 在低温下，离子键的特征在于导电性低。 这种物质的实例是盐酸（NaCl）的钠盐。
• 共价，由于电子对而进行，属于两个原子。 此连接分为：单（简），双，三。 这些名称表示存在电子对（1,2,3）。 双重和三重键称为多重。 这个组织还有一个部门。 因此，根据电子密度的分布，分离极性和非极性键。 第一个由不同的原子形成，第二个是相同的。 这样的固体物质，其实例是金刚石（C）和硅（Si），其密度不同。 最硬的晶体属于共价键。
• 通过结合原子的价电子形成的金属。 因此，有一个普遍的电子云在电压的影响下转移。 当结合原子大时，形成金属键。 他们是能够放弃电子的人。 对于许多金属和复合化合物，通过该键形成固体物质。 例如：钠，钡，铝，铜，金。 在非金属化合物中，可以注意到：AlCr ₂ ，Ca ₂ Cu，Cu ₅ Zn ₈ 。 具有金属键（金属）的物质的物理性质是不同的。 它们可以是液体（Hg），软（Na，K），非常硬（W，Nb）。
• 在晶体中产生的分子，由单个物质分子形成。 其特征在于具有零电子密度的分子之间的间隙。 连接这些晶体中的原子的力是显着的。 在这种情况下，仅通过弱的分子间吸引力使分子相互吸引。 这就是为什么它们之间的连接在加热时容易被破坏。 原子之间的连接要复杂得多。 分子键分为取向，分散和诱导。 这种物质的一个例子是固体甲烷。
• 发生在分子的正极化原子或其一部分的正极化原子之间的氢，以及另一个分子或另一部分的负极化最小的颗粒。 这些连接包括冰。

固体物性

我们今天知道什么 科学家早已研究了固体物质的性质。 当温度受到影响时，温度也会变化。 这种身体转变成液体称为融合。 将固体转化为气态称为升华。 随着温度降低，发生凝固。 一些物质受到冷冻的影响，进入非晶相。 这个过程被科学家称之为玻璃化。

在相变的情况下，固体的内部结构发生变化。 当温度降低时，它获得最大的有序性。 在大气压力和温度T> 0 K时，任何自然存在的物质都会变硬。 只有氦气需要24个大气压的结晶才构成这个规则的例外。

该物质的固态使其具有不同的物理性质。 它们表征了某些领域和力量影响下的身体的具体行为。 这些属性分为几组。 有3种类型的能量（机械，热，电磁）的曝光模式。 因此，有3组固体的物理性质：

• 与物体的应力和变形相关的机械性能。 根据这些标准，固体分为弹性，流变性，强度和技术。 在休息中，这样的身体保持其形式，但它可以在外力的影响下改变。 同时，其变形可以是塑料（初始形式不返回），弹性（返回其原始形式）或破坏性（当达到某个阈值时，发生衰减/断裂）。 通过弹性模量描述对施加力的响应。 固体不仅抵抗压缩，拉伸，还抵抗扭转和弯曲。 固体的强度被称为其抵抗破坏的财产。
• 热，表现为暴露于热场。 最重要的性质之一是身体进入液体状态的熔点。 注意到结晶固体。 非晶体具有潜热融合，因为它们随着温度升高而向液态转变逐渐发生。 达到一定的热量后，非晶体失去弹性并获得可塑性。 该状态意味着其达到玻璃化转变温度。 加热时，固体发生变形。 而且经常扩大。 定量地说，这个状态的特征在于一定的系数。 体温影响流动性，延展性，硬度和强度等机械特性。
• 电磁，与微粒固体物质和高刚性电磁波有关。 辐射特性也被常规地称为。

区域结构

固体也根据所谓的带结构进行分类。 其中，区别在于：

• 导体的不同之处在于它们的导电和价带重叠。 在这种情况下，电子可以在它们之间移动，接收到最轻微的能量。 导体包括所有金属。 当对这样的物体施加电位差时，形成电流（由于电子在具有最小和最大电位的点之间的自由移动）。
• 电介质，其区域不重叠。 它们之间的间隔超过4eV。 为了将电子从价态运送到导电区域，需要大量的能量。 由于电介质的这些性质，实际上没有电流流动。
• 其特征在于不存在导电和价带。 它们之间的间隔小于4eV。 为了将电子从价带转移到导电区，我们需要一个比电介质小的能量。 纯（未掺杂和专有）半导体电流差。

分子在固体中的运动导致其电磁特性。

其他属性

固体也根据其磁特性细分。 有三组：

• 其特性对温度或聚集状态几乎不敏感的二极体。
• Paramagnetics是导电电子取向和原子磁矩的结果。 根据居里定律，它们的敏感性与温度成比例地降低。 因此，在300K时为10 ^-5 。
• 具有有序磁性结构的物体具有长程原子数。 在其晶格的节点处，定期地定位具有磁矩的粒子。 这些固体和物质通常用于人类活动的各个领域。

在自然界中最坚硬的物质

它们是什么？ 固体密度在很大程度上决定它们的硬度。 近年来，科学家们已经发现，自称是几种材料“最耐用的机身。” 大多数固体 - 它富勒，比钻石更硬的约1.5倍（与富勒烯的液晶分子）。 不幸的是，目前只有在非常小批量供应。

迄今为止，最坚硬的物质，后来可能在行业内使用 - lonsdalite（六角菱形）。 他比钻石更硬58％。 Lonsdalite - 碳的同素异形修饰。 它的晶格非常相似的钻石。 蓝丝黛尔石细胞含有4个原子，但金刚石 - 8.常用的晶体的今天是最难的金刚石。