WikiDer > Solide
Solide ist Angelegenheit die sind in der festen Aggregatzustand befindet sich. Im mikroskopischen Sinne ist dieser Zustand durch eine dichte Ansammlung der konstituierenden Partikel gekennzeichnet (hohe Dichte), im makroskopische Respekt von Unverformbarkeit: außer flüssige Materie Feststoffe nehmen unter dem Einfluss ihres Gewichts nicht spontan die Form des Gefäßes an.
Auf mikroskopischer Ebene spiegelt sich die Festigkeit der Materie darin wider, dass ihre Atome oder Moleküle bewegen sich untereinander nicht frei, sondern zeigen nur geringe Schwankungen in Bezug auf einen durchschnittlichen gegenseitigen Abstand. Wenn die Atome oder Moleküle in einer regelmäßigen Gitterstruktur angeordnet sind, gibt es a Kristall oder ein kristallin solide; sind die Positionen fest, aber unregelmäßig, ist der Körper amorph.
Der feste Aggregatzustand im Alltag und in der Natur
Alle Objekte bestehen zumindest teilweise aus festen Staubdamit wir sie packen können. Alles, was wir im täglichen Leben begehen, anlehnen, sitzen usw. können, besteht ganz oder teilweise aus fester Materie. Alltägliche Beispiele für Materie im festen Aggregatzustand sind Metall und Plastik Utensilien, Textil- und Keramik. In dem Natur Der feste Aggregatzustand liegt in Form von . vor Steine, aber auch pflanzlich Material wird oft behoben, wie z Holz. Sand ist nichts als sehr klein steine und ist daher auch solide.
Struktur
Physikalisch gesehen besteht Festkörper aus Atome, die im Gegensatz zu gasförmigen und flüssigen Stoffen a Fest, eine unveränderliche Position zueinander einnehmen. Das kann in einem regulären sein Kristallgitter, oder in a unregelmäßige Struktur Wie mit Glas. Die Untersuchung von Kristallstrukturen fester Materialien (z. B. Legierungen) und vom Festchemiker Stoffe bildet die Domäne der Festkörperphysik und der Kristallographie, zwei Disziplinen innerhalb der Naturwissenschaften.
Bio Gewebe haben unterschiedliche innere Strukturen. Einige Teile des menschlichen Körpers sind vollständig fest, insbesondere Kalzium in Knochengewebe. Blut ist'Flüssigkeit Gewebe': fest Partikel (Blutzellen) die sich in befinden Suspension in dem Blutplasma gelegen. Die meisten Zellen in Pflanzen und Tieren Gewebe bestehen zu mehr als zwei Drittel aus Wasser, und im physikalischen Sinne sind am besten als a Gel von Wasser und Proteinen beschrieben. In dem biochemisch In der Kristallographie werden bestimmte Proteine als Trockensubstanz aus Zellmaterial isoliert, um ihre Kristallstruktur zu untersuchen.
Einige Eigenschaften
Elastizität
Festkörper weisen einen viel größeren Widerstand gegen Verformung auf als Flüssigkeit oder Gas. Bei hoher Belastung jedoch vorübergehend, elastisch oder dauerhaft, nicht elastisch Verformung oder sogar festes Material material Unterbrechung. Für Material, das Granulat oder andere Arten von losen Teilen, z.B. bei seitlicher Belastung, Verflüssigung (Verflüssigung) kann auftreten, insbesondere wenn es mit einer Flüssigkeit vermischt wird. Das Kohäsionskräfte zwischen den Körnern werden dann gebrochen und das Ganze beginnt sich wie eine Flüssigkeit zu verhalten. Treibsand, etwas Lawinen und Erdrutsche aber auch das fast widerstandslose Gleiten von a Skater sind Phänomene, bei denen Verflüssigung tritt ein.
Dichte
sehen Dichte von Feststoffen für den Hauptartikel zu diesem Thema.Etwas Stoffe und Materialien im festen Aggregatzustand schwimmen andere auf Wasser, andere sinken. Das hat mit dem zu tun Dichte (Dichte) spezifisch für jede Art von festem Material und fester Chemikalie. Ist diese Dichte größer als die von Wasser (1000 kg/m³), sinkt der Feststoff. Die schwersten Feststoffe sind Metalle wie Uran, mit einer Dichte von 18950 kg/m³ und Iridium mit einer Dichte von 22650 kg/m³. Das leichteste feste Material wird von Menschenhand hergestellt und heißt Aerogel, dieser hat eine Dichte von 1,9 kg/m³, also 526 mal so leicht wie Wasser. Dabei wird ein Feststoff mit einem Gas vermischt. das gilt auch für Kork aber viel weniger für Balsaholz die eine Dichte von 40 bis maximal 300 kg/m³ haben können.[1]
Leitung
Individuell Stoffe und Materialien zeichnen sich auch durch ihre spezifischen elektrische Leitfähigkeit: der Grad, in dem sie im festen Aggregatzustand Strom leiten. Metall elektrisch leitfähig sind, Materialien wie Plastik, Holz und Stein sind nicht oder kaum vorhanden. Auch der Umfang von Wärmeleitung variiert je nach Art des Feststoffs.
Festkörperphysik
sehen Festkörperphysik für den Hauptartikel zu diesem Thema.Die Festkörperphysik versucht makroskopische Eigenschaften von Festkörpern wie Elastizität, Härte, thermische und elektrische Leitfähigkeit und Farbe durch das Verhalten von Materie auf der Skala einzelner Atome und Moleküle zu erklären. Auf dieser Skala ist die Quantenmechanik eine entscheidende Rolle.
Im 20. Jahrhundert erhielt die Festkörperphysik einen doppelten Schub einerseits durch wichtige Entdeckungen in der Atom- und Molekularphysik, andererseits aufgrund des kommerziellen Interesses von Halbleiter in der Elektronik und später beim Bau von Computern und digitalen Kommunikationsnetzen.
Phasen
sehen Phase (Staub) für den Hauptartikel zu diesem Thema.Während die Unterscheidung zwischen flüssigem und gasförmigem Aggregatzustand bei hohem Druck und hoher Temperatur verschwimmt (siehe kritischer Punkt (Thermodynamik) und kritische Temperatur), gibt es höchstens Stoffe, und darüber hinaus gibt es über einen weiten Druckbereich eine ziemlich scharf definierte Schmelz- und Sublimationstemperatur. Das ist die Temperatur, bei der die kinetische Energie der konstituierenden Partikel hoch genug ist, um ihre Kristallstruktur zu 'kollidieren', wodurch der Feststoff oder Schmelze (wird flüssig) oder sublimiert zu einem Gas. Beim Erstarrungsprozess zum festen Aggregatzustand unterscheidet man weiter die Glastemperatur: Kühlt flüssige Materie während der Erstarrung zu schnell ab, um ein regelmäßiges Kristallgitter zu bilden, wird sie unterkühlt und verwandelt sich dann bei noch niedrigerer Temperatur in einen amorphen Feststoff: die Glasübergang.
Innerhalb des Festkörpers können unterschiedliche Anordnungen der Atome auftreten, die oft unterschiedliche makroskopischeEigenschaften Ausbeute. So existieren die kristallinen Stoffe Graphit und Diamant beide bestehen ausschließlich aus Kohlenstoffatomen, unterscheiden sich aber aufgrund ihrer unterschiedlichen Kristallstruktur Allotrope von Kohlenstoff in Bezug auf ihre Härte.
Mit festem Wasser (Eis) unterscheiden die Wissenschaftler neben einer amorphen Form 18 verschiedene kristalline Phasen.
Einige spezielle solide Klassen
Bestimmte Stoffgruppen, die bei Normaldruck und -temperatur fest sind, sind aufgrund spezifischer Eigenschaften oder Anwendungen ein eigenes Forschungsgebiet.
Metall
sehen Metall für den Hauptartikel zu diesem Thema.Metalle sind einfache Stoffe mit relativ niedrigem Elektronegativität. Sie machen den größten Teil aus Periodensystem, ungefähr ein Dreieck in der unteren linken Ecke von Mendelejews Tisch. auf der Flüssigkeit Merkur nachdem sie alle bei normalem Druck und normaler Temperatur fest sind.
Das Kristallgitter wird durch Elektronen im Valenzband zusammengehalten, die sich über viel größere Distanzen als den gegenseitigen Abstand zweier Atomkerne mit großer Freiheit bewegen können.
Metalle zeichnen sich durch einen hohen elektrisch und Wärmeleitfähigkeit.
Mineralien
sehen Mineral für den Hauptartikel zu diesem Thema.Mineralien sind natürlich vorkommende Feststoffe, die durch geologische Prozesse, oft unter hohem Druck und hoher Temperatur, in den tieferen Schichten der Erdkruste gebildet werden. Die meisten Gesteine bestehen hauptsächlich aus kristallinen Verbindungen von Silizium und Sauerstoff (Quarz und Silikat), ergänzt mit Metallionen wie Magnesium, Aluminium, Eisen und Kalzium.
Keramik
sehen Keramik für den Hauptartikel zu diesem Thema.Keramische Materialien bestehen oft aus anorganischen Verbindungen Oxideund zeichnen sich durch hohe thermische Beständigkeit, hohen Schmelzpunkt, geringe Leitfähigkeit und conductivity chemische Inertheit. Aufgrund der letztgenannten Eigenschaft wird Keramik seit prähistorischen Zeiten zur Aufbewahrung von Lebensmitteln verwendet.
Organische Feststoffe
sehen Organische Chemie für den Hauptartikel zu diesem Thema.Die organische Chemie untersucht chemische Verbindungen, die aus Kohlenwasserstoffketten und funktionellen Gruppen anderer Elemente bestehen. Traditionell ist der beliebteste organische Feststoff in Anwendungen Holz, eine dichte Ansammlung von Zellulosefasern in einem Ligninmatrix, gebildet von einer großen Anzahl von Pflanzen. Gummi ist wegen seiner hohen Elastizität seit langem begehrt. Seit dem zwanzigsten Jahrhundert ist die Polymerchemie eine große Anzahl synthetischer fester organischer Stoffe.
Halbleiter
sehen Halbleiter (Festkörperphysik) für den Hauptartikel zu diesem Thema.Ein Halbleiter im weiteren Sinne ist ein Festkörper, dessen elektrische Leitfähigkeit zwischen der der Metalle und der der Isolatoren (z. B. Keramik) liegt. Genauer gesagt handelt es sich um einen Festkörper, der aufgrund einer speziellen gegenseitigen Anordnung der molekularen Energieniveaus eine Reihe außergewöhnlicher makroskopischer elektrischer Eigenschaften aufweist: Änderung der Leitfähigkeit unter Lichteinfluss; Stromerzeugung unter Lichteinfluss; Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit mit steigender Temperatur; unterschiedliche Leitfähigkeit je nach Richtung des elektrischen Stroms.
Siehe auch
Quellen
|
| Aggregatzustände | ||||
|---|---|---|---|---|
|