Có ba trạng thái cơ bản của vật chất, chúng là rắn, lỏng và khí. Chúng được phân loại dựa trên cấu trúc phân tử, ion và nguyên tử được sắp xếp theo thứ tự hợp lý hoặc phân tán. Chất rắn có thể dựa trên cấu trúc tinh thể của chúng hơn nữa có thể được phân loại thành tinh thể và vô định hình. Cả hai chất rắn này có thể được phân biệt dựa trên các tính chất hóa học và vật lý của chúng.
Crystalline vs vô định hình
Sự khác biệt giữa tinh thể và vô định hình là cấu trúc của chúng. Trong khi tinh thể có hình dạng cố định hơn và các ion được sắp xếp theo một mô hình cụ thể được gọi là mạng tinh thể. Tuy nhiên, trong trường hợp vô định hình, các phân tử bên trong chất rắn bị phân tán và không sắp xếp theo một trật tự cụ thể nào.
Bảng so sánh giữa tinh thể và vô định hình
| Tham số so sánh | Kết tinh | Vô định hình |
| Kết cấu | Các ion có hoa văn thông thường | Các ion có hoa văn ngẫu nhiên |
| Độ nóng chảy | Nhiệt độ nóng chảy cố định | Nhiệt độ nóng chảy không cố định |
| Tính chất vật lý | Bất đẳng hướng | Đẳng hướng |
| Đối diện | Đối xứng | Không đối xứng |
| Thí dụ | Thạch anh | Cốc thủy tinh |
Crystalline là gì?
Chất rắn kết tinh hay còn được gọi là tinh thể là một vật chất rắn được tạo thành từ các nguyên tử hoặc ion được sắp xếp theo một cấu trúc hiển vi có trật tự, tạo thành mạng tinh thể lan truyền theo mọi hướng. Tất cả các chất rắn kết tinh đều có nhiệt độ nóng chảy cố định. Sự sắp xếp của các nguyên tử trong một tinh thể được gọi là cấu trúc tinh thể. Các nguyên tử tạo thành một sự sắp xếp tuần hoàn. Mặc dù không phải tất cả các chất rắn đều là tinh thể.
Cấu trúc tinh thể được đặc trưng bởi các ô đơn vị của nó. Các ô đơn vị sau đó được tiếp tục xếp chồng lên nhau thành một định dạng ba chiều để tạo ra một tinh thể. Tinh thể thường được nhận biết bởi hình dạng riêng biệt của chúng bao gồm một bề mặt phẳng cùng với các góc sắc nét. Rất khó để phân biệt giữa chất kết tinh và chất không kết tinh chỉ bằng cách cảm nhận hoặc nhìn vào chúng. Chúng có thể được phân biệt dựa trên các đặc tính hóa học và vật lý của chúng.
Chất rắn kết tinh cần nhiệt độ cực cao để phá vỡ lực liên phân tử của nó. Chúng có nhiệt độ sôi và điểm nóng chảy cố định vì chúng có sự sắp xếp đồng đều của các phân tử. Mặc dù khi chúng bị cắt theo bất kỳ hướng cụ thể nào, các đặc tính vật lý sẽ thay đổi và do đó nó được gọi là dị hướng.
Trong một số trường hợp nhất định, chất rắn kết tinh dẫn đến vô định hình dựa trên quá trình làm lạnh của nó. Ví dụ, thạch anh là một tinh thể với các nguyên tử oxy và silicon ở dạng sắp xếp, nhưng khi làm lạnh nó có thể tạo ra một thủy tinh có cấu trúc A. Thường thì quá trình kết tinh được tránh để nhận chất rắn vô định hình làm sản phẩm cuối cùng cho các mục đích công nghiệp.
Các tinh thể khác có thể được nhóm lại thành 7 loại khác nhau dựa trên mạng và đường cụ thể là tứ giác, lục giác, trực thoi, tam giác, tam giác, lập phương và đơn tà. Chất rắn kết tinh cũng được xác định bởi loại hạt được tạo thành và liên kết hóa học của chúng. Dựa vào kết tinh đó chất rắn có thể b gồm 4 dạng ion, cộng hóa trị, kim loại và phân tử.
Vô định hình là gì?
Vô định hình có nguồn gốc từ một thuật ngữ Hy Lạp có nghĩa là "không có hình dạng". Chúng có sự sắp xếp không đều giữa các phần tử cấu thành của chất rắn. Các khối này tương tự như đơn vị cấu trúc cơ bản được tìm thấy trong pha tinh thể tương ứng của một hợp chất tương tự.
Chất rắn vô định hình thiếu trật tự phạm vi dài ba chiều thích hợp của vật liệu kết tinh. Chất này có thể ở thể rắn hoặc lỏng tùy thuộc vào sự kết nối giữa các khối cơ bản. Chất rắn có mức độ kết nối cao trong khi chất lỏng có mức độ kết nối thấp.
Chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy cố định và sự chuyển thể từ rắn sang lỏng có thể xảy ra trong các khoảng nhiệt độ khác nhau. Chất rắn vô định hình nói chung là chất đẳng hướng (thực hiện các tính chất đồng nhất theo mọi hướng).
Bất kỳ chất rắn kết tinh nào cũng có thể trở thành vô định hình bằng quá trình làm lạnh nhanh. Chúng không cho phép các hạt của chúng được sắp xếp ở dạng tinh thể. Một chất rắn vô định hình có thể chuyển trở lại thành chất rắn kết tinh, nó được để lâu hơn dưới nhiệt độ nóng chảy của nó. Cấu trúc bên trong của chất vô định hình được tạo ra từ các khối cấu trúc liên kết với nhau, chúng có nét tương đồng với chất kết tinh.
Chất rắn vô định hình bao gồm cả chất tự nhiên và chất nhân tạo. Ví dụ phổ biến nhất của Vô định hình được chú ý là thủy tinh. Một số chất rắn vô định hình khác là chất bôi trơn màng phim, thủy tinh kim loại, polyme và gel. Nếu pha lỏng được làm nguội nhanh chóng thì bất kỳ vật liệu nào cũng có thể đông đặc thành chất rắn vô định hình.
Sự khác biệt chính giữa tinh thể và vô định hình
- Tinh thể rắn có cấu trúc cực kỳ tự nhiên, các phân tử bên trong chất rắn được tổ chức theo một mô hình sắp xếp còn được gọi là mạng tinh thể. Mặt khác, chất rắn vô định hình hoàn toàn không có cấu trúc, các phân tử bên trong chất rắn là không có tổ chức.
- Chất rắn kết tinh có nhiệt độ nóng chảy cố định nhưng chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy cố định. Chúng tan chảy ở nhiều nhiệt độ khác nhau.
- Chất rắn kết tinh là dị hướng trong khi chất rắn vô định hình là đẳng hướng.
- Chất rắn kết tinh có bản chất đối xứng trong khi chất rắn vô định hình có bản chất không đối xứng.
- Một ví dụ về Crystalline là thạch anh và một ví dụ về chất vô định hình là thủy tinh.
Sự kết luận
Có ba trạng thái của vật chất là chất rắn, chất lỏng và chất khí. Tất cả phụ thuộc vào yếu tố cách các phân tử được đóng gói gần nhau hay cách xa nhau. Chất rắn còn được chia thành hai loại lớn là tinh thể và vô định hình. Chúng có thể được phân biệt với nhau dựa trên cấu trúc, điểm nóng chảy, tính chất vật lý và tính đối xứng.
Chất rắn kết tinh có hình dạng và cấu trúc xác định. Các phân tử bên trong chất rắn được sắp xếp theo một mô hình cụ thể. Chúng có nhiệt độ nóng chảy cố định. Tinh thể dị hướng. Mặt khác, chất vô định hình còn được gọi là chất rắn giả. Các phân tử bên trong không được sắp xếp theo bất kỳ khuôn mẫu hoặc định dạng nào. Chúng có nhiều điểm nóng chảy khác nhau. Chúng có hình dạng bất thường.
Người giới thiệu
- https://www.sciasedirect.com/science/article/pii/S0169409X01000977
- https://books.google.com.vn/books?hl=vi&lr=&id=Pl1b_yhKH-YC&oi=fnd&pg=PP1&dq=crystalline&ots=d7r_cEFX-f&sig=yfunsduS0YhIFEujbVKyNyTgUKc
- https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00018738600101911
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1659873
