Кристалдық және аморфты денелердің құрылысы

      Аморфты денелер.Атомдарының ретті орналасуы алыс қашықтықтарда да қайталанып отыруымен сипатталатын кристалдық денелерден аморфты денелердің айырмашылығы, мұнда тек жуық тәртіп қана орын алады.Кейбір заттар кристалл және аморфтық түрде де бола алады.

      Кристалл және аморфты денлердің айырмашылығы, әсіресе жылулық қасиеттерінен қатты білінеді. Кристалл денелердің белгілі балқу температурасы болады. Кристалл заттың балқу графигінде горизонталь бөлік бар, ол балқу температурасының балқу процесінің барлық кезеңдерінде тұрақты екенін көрсетеді. Аморфты денелерде белгілі балқу температурасы жоқ. Қыздырған кезде аморфты дене жұмсарады, оның молекулалары өз көршілерінен оңай айырыла бастайды, оның тұтқырлығы кемиді, ал жеткілікті жоғары температурада ол өзін тіпті тұтқырлығы аз сұйық тәрізді ұстайды. Аморфты денелердің балқу графигінде горизонталь бөлік жоқ. Сондықтан қатты аморфты денелерді өте тұтқыр сұйық деп қарастыруға болады. Олар толық-изотропты.

      Көптеген денелерді аморфтық күйден кристалдық күйге және керісінше өткізуге болады. Мысалы, кәдімгі шыныны белгілі температурада ұстап тұрса, онда ол ұсақ кристалдарға айналып шыны бұлдырланып кетеді.

      Аморфты денелерді шыңдауға да болады. Егер аморфты денені жеткілікті жоғары температураға дейін қыздырып, молекулаларды  белгілі бір қалыпта орналасуына дейін жеткізіп, сосын оны тез салқындатсақ, онда салқындату алдындағы молекулалардың қалыптары сақталып қалады. Мұндай күйде аморфты денелердің тепе-теңдік күйге өтуі өте баяу жүреді, тіптен ақырына дейін жетпейді де. Сондықтан оның шыныққаннан кейінгі күйі ұзақ уақыт сақталып қалуы мүмкін. Жоғары температурада дененің көлемі төменгі температурадағы көлемге қарағанда үлкен.Өте тез шыңдау кезінде беттік қабат ішкі қабаттарға қарағанда ертерек қатаяды да, қатты қабыршақ түзеді. Ішкі бөліктері  салқындағанда олар сығылады, сөйтіп ішкі және сыртқы қабат арасында күшті кернеулік пайда болып, ол денені бұзуға дейін жеткізуі мүмкін. Ішкі кернеуліктер анизотропия тудырады, олар оптикалық әдістермен жеңіл бақыланады.Мұндай кернеулікті тағы да қыздырып және содан кейінгі баяу салқындату арқылы жоюға болады. Мысалы, астрономиялық құралдар үшін үлкен мөлшердегі оптикалық линзаларды дайындағанда, шыны дененің салқындатылуы бірнеше айға созылады.

      Кристалдар.Өзінің формасын да, көлемін де сақтайтын затты қатты дене деп атайтынымыз белгілі. Бірақ бұлар заттың қатты күйін тек сыртқы түріне қарап қана сипаттайды. Физикалық тұрғыдан алғанда біз бұл белгілеріне қарап қатты күйді сұйық күйден айыра алмаймыз.

      Қатты денелерді зерттеген кезде табиғатта олардың белгілі бұрыштармен орналасқан жазық беттерінің болатыны, кей жағдайларда олардың дұрыс көпбұрыштар түрінде кездесетіні белгілі. Мұндай қатты денелерді монокристалдар деп атайды(грек.моно-бір).Көпшілігінде монокристалдардың  мөлшерлері өте кішкентай, әйтсе де олардың арасында үлкендері де бар,мысалы тау хрусталының кейбір монокристалының өлшемі адам бойымен теңеседі.

      Кристалдардың ішкі құрылысын рентген сәулелерінің көмегімен зерттеулер олардағы бөлшектердің(молекулалар, атомдар және иондардың) дұрыс орналасатынын көрсетті, яғни олар кристалдық (кеңістіктік) тор түзеді. Кристалдық тордағы қатты дененің бөлшектерінің ең орнықты тепе-теңдік қалпына сәйкес нүктелері тордың түйіндері деп аталады.

      Тордың түйіндері дұрыс орналасып, кристалл ішінде периодты түрде қайталанып отырады.Бөлшектердің кристалдық тор түйіндерінде дұрыс орналасуы алыс реттілік деп аталады.

      Физикада қатты денелер деп кристалдық құрылымы  бар денелер ғана аталады.Басқаша айтқанда, қатты дене бөлшектерінің орналасуында алыс реттілік болу керек.

      Кеңістіктік тор. Кристалдағы бөлшектердің дұрыс орналасуынан кристалдардың кейбір қасиеттерінің бағытқа тәуелділігі, яғни анизотропиясы шығады.

      Анизотропия қасиетәнәі тек монокристалдарға ғана тән болатынын тағы да айта кетейік. Қатты денелердің көпшілігінің құрылымы поликристалды   (грек. поли-көп), яғни микроскоппен ғана көруге болатын өте ұсақ кристалдардың жиынтығынан тұрады. Бұл шағын кристалдардың бір-біріне қатысты хаосты орналасуынан қатты дене тұтастай алғанда изотропты, яғни жеке шағын кристалдардың анизотропиясы болса да, дененің барлық бағыттардағы қасиеттері бірдей. Аморфты денелер де изотропты, себебі олардың кеңістік торы жоқ. Поликристалды денелер мен аморфты денелердің айырмашылығы мынада: поликристалдық дененің анизотропия байқалатын өте кішкентай бөлігін бөліп алуға болады, ал аморфты денелердің кез келген бөлігін қарастырсақ та, ол әрқашан изотропты.

      Кристалдық құрылымдардың түрлері.Кристалдардың әр түрлі типтерін және түйіндердің кристалдық торда орналасу мүмкіндіктерін кристаллография зерттейді.Физикада кристалдық құрылымдарды геометриялық тұрғыдан емес, кристалдағы бөлшектер арасындағы өзара әрекеттесу күштерінің сипаты, яғни бөлшектер арасындағы байланыстардың түрлері бойынша қарастырады.Кристалл торының түйіндерінде орналасқан бөлшектер арасында әрекет ететін күштердің сипаты бойынша кристалдық құрылымдарды төрт түрге бөледі: иондық, атомдық, молекулалық және металдық.

      Иондық кристалдық құрылым тор түйіндерінде оң және теріс зарядталған иондардың болуымен сипатталады.Иондар арасындағы электрлік тартылыс және тебілу күштері оларды тордың түйіндерінде ұстап тұр.

    Иондық торда зарядтары әр түрлі иондар бір-біріне аттас зарядталған иондарға қарағанда жақынырақ орналасуынан,әраттас зарядталған иондар арасындағы тартылыс күші аттас иондардың арасындағы тебілу күштерінен артық. Иондық кристалдардың  біршама беріктігі осымен түсіндіріледі.

      Иондық кристалдық торы бар заттар балқыған кезде тордың түйіндеріндегі иондар ерітіндіге өтеді де ток тасымалдаушыларына айналады.Сондықтан мұндай ерітінділер жақсы ток өткізгіштер болып табылады.

      Тор түйіндерінде бейтарап атомдардың  болуымен сипатталатын құрылым,  атомдық кристалдық құрылым деп аталады. Олар коваленттік байланысқан. Коваленттік байланыс деп іргелес орналасқан екі атомның өзара екі валенттік электрондар алмасуы кезінде туатын тартылыс күшінің салдарынан пайда болатын байланысты атайды. Әр атомнан бір-бірден алынған екі валенттік электрондар  енді бір мезгілде екі атомға да тәуелді. Бұл электрондар атомдар арасында жүріп байланыстыру арқылы оларды молекулаға айналдырады.

      Молекулалық кристалдық құрылым кеңістік торының түйіндерінде де заттың бейтарап молекулаларының орналасуымен ерекшеленеді. Түйіндерде оларды молекулааралық күштер ұстап тұрады. Молекулааралық өзара әрекеттесу әлсіз, сондықтан молекулалық торы бар қатты өаттар оңай қирайды және балқу температурасы төмен.Молекулалық кеңістіктік торы бар заттарға мұз, нафталин, қатты азот және органикалық қосылыстардың көпшілігі жатады.

      Металдың кристалдық торының түйіндерінде оң зарядталған металл иондары бар. Барлық металдар атомдарының валенттік электрондары, яғни атом ядросынан ең алыс орналасқан электрондар атомдармен нашар байланысқан. Олар атомдарын тастап, кристалл торының бойында хаосты қозғалады, оларды жеке атомдар иемденбейді. Мұндай электрондар атомдар арасында емін-еркін қозғалып жүре алады.

      Сонымен металдағы әрбір атом  өзінің щеткері орналасқан электрондарынан айырылып, атомдар оң зарядталған иондарға айналады. Олардан жұлынған электрондар кристалдың өне бойында қыдырып жүріп, түйіндердегі иондарды орнықтырақ етіп,металға қаттылық қасиет береді. 

                         Жоспар 

1.Аморфты  денелер.

2.Кристалдар.

3.Кеңістік  тор.

4.Кристалдық  құрылымдардың түрлері. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Пайдаланылған әдебиеттер

1.Физика:Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық. Б.Кронгарт, В.Кем, Н.Қойшыбаев.-Алматы:"Мектеп"баспасы,2006  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

С.Баишев атындағы Ақтөбе университетінің  колледжі 
 
 
 
 
 
 

Мәнжазба

Тақырыбы:Кристалдық және аморфты денелердің құрылысы

Пәні: Физика 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                        Орындаған:Бахтағалиева А.

Қаржы "101" тобы 

Тексерген:Кулбергенова А.