Chất rắn vô định hình có tính dị hướng không có nhiệt độ nóng chảy xác định không Tại sao

§34. CHAT RẮN KẾT TINH CHẤT RẮN VÔ ĐỊNH HÌNH A. KIẾN THỨC Cơ BẢN Chất rắn tinh thê Câu trúc tinh thể Có thể quan sát thấy các hạt muối ãn [NaCI] có dạng khối lập phương: các viên đá thach anh [SiO?] có dạng khối lang trụ sáu mặt và hai'đấu là hình chóp:.. sỏ dĩ hạt muôi, viên dá thạch anh, có dang hình học xác dịnh nêu trẽn là do chung có cấu true tinh thế. Nhờ sử dung tia Rơn-ghen [hay tia X]. ngưói ta đã nghiên cứu được cáu trúc tinh thể, . Cấu trúc tinh thế hay tinh thế là cẩu trúc tạo bới các hạt [nguyên tủ', phàn tú. ion] liên kết chặt với nhau bàng những lực tương tác và sấp xếp theo một trật tụ hình học không gian xác định gọi là mạng tinh thê. trong đó mỗi hạt luôn dao dộng nhiệt quanh vị trị cân bàng của nó. Mỗi tinh thổ' của mỗi chất rán có hình dạng dặc trung riêng. Các dặc tinh cúa chất rắn kết tinh Chất rắn kết tinh là chất răn có cấu trúc tinh thể,. Mỗi chất rắn kết tình nóng chảy [hay dóng dặc] ò một nhiệt độ xác định. Các chất răn cấu tgo bởi cùng một loại hạt nhung có cấu trúc tinh thể khóng giống nhau thi có những tính chất khác nhau Các chất ran kết tinh có thể la nhung chất đơn tinh thể hoặc chất da tinh thể Chat rần dơn tinh thế được cấu tao từ một tinh thể hoác nhiếu tinh thẻ nhỏ liên kết theo một trật tụ' xác dịnlì có tính tuắn hoàn trong khổng gian tạo thành mạng tinh thể. Chát rán dơn tĩnh thể-có tính dị hướng, tức là các tính chất vật li của chúng [dó bến. độ nỏ' dái. dô dẫn nhiệt...] thay dổi theo các hương khác nhau. Chất rắn đa tinh thể dược càu tao từ nhiều tinh thể nhó liên kết hồn đôn với nhau Hầu hét cac vặt lam bằng kim loại nhu sát. nhõm. dong, đếu la những vặt ran da tinh thể. Chất ran da tinh thê có tinh chất dẳng hướng, tức là tính chất vật lí theo các hướng khác nhau là giống nhau. Chất rắn vô định hình Chất rắn vó định hình là loại chất rắn không co cấu trúc tinh thể. Chất rắn vô định hình không có nhiệt dộ nóng chảy xác định. Khi bị làm nóng lén chất vò định hình mêm di và dấn chuyên sang trạng thái lỏng. Vì không có cấu tạo tinh thể nên chất vô định hình có tính đắng hướng, tức là có tính chất vật lí [độ cứng, độ dẫn điện...] luôn giống nhau theo các hướng khác nhau. Một số chất rắn như lưu huỳnh [S], thạch anh, đường... có thể vừa là tinh thể, vừa là vô định hình [tùy thuộc vào điều kiện hình thành]. B. HOẠT ĐỘNG C1. Tinh thể cùa một chất được hình thành trong quá trình nóng chảy hay đông đặc của chất đó? C2. Tại sao chất rắn đơn tinh thể lại có tính dị hướng, còn chất rắn đa tinh thể lại có tính đẳng hướng? C3. Chất rắn vô định hình có tính dị hướng không? Có nhiệt độ nóng chảy xác định không? Tại sao? c. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Chất rắn kết tinh là gì? Hãy nêu các tính chã't của loại chất rắn này. Phân biệt chất rắn đơn tinh thế’ và chất rắn đa tinh thể. Chất vô định hình là gì? Hãy nêu các tính chất của chất rắn này. Phân loại các châ't rắn theo cách nào dưới đây là đúng? Chất rắn đơn tinh thế’ và chất rắn vô định hình. Chất rắn kết tinh và chát rắn vô định hình. c. Châ’t rắn đa tinh thê’ và chất rắn vô định hình. D. Chất rắn đơn tinh thế’ và chất rắn đa tinh thể. Đặc điểm và tính châ't nào dưới đây liên quan đến châ’t rắn kết tinh? A. Có dạng hình học xác định. B. Có câ'u trúc tinh thể. c. Có nhiệt độ nóng cháy không xác định. D. Có nhiệt độ nóng chảy xác định. Đặc điếm và tính chà't nào dưới đây liên quan đến chât rán vô định hình? A. Có dạng hình học xác định. B. Có cấu trúc tinh thế. ,Có tính dị hướng. D. Không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Kích thước của các tinh thế’ phụ thuộc điều kiện gì? Tại sao kim cương và than chì đều có cấu tạo từ các nguyên tứ cacbon, nhưng chúng lại có tinh chất vật lí khác nhau? Hãy lập bảng phàn loại và so sánh các đặc tính của các chất rắn kết tinh và chất rán vô định hình. LỜI GIẢI • Hoại động Cl. Tinh thể được hình thành trong quá trình đông đặc. C2. Chất rắn đơn tinh thể có tính dị hướng vì tính chất vật lí theo các hướng khác nhau không giống nhau. Các chất rấn đa tinh thể cấu tạo từ vô số’ các tinh thể nhỏ sắp xếp hỗn độn, ngẫu nhiên nên tính chất theo mọi hướng được bù trừ như nhau, vì vậy chát rắn đa tinh thể có tính đẳng hướng. C3. Chất rắn VĐH không có tính dị hướng, không có nhiệt độ nóng chảy xác định vì nó không có cấu trúc tinh thể. • Câu hỏi và bài tập * Chất rắn có cáu trúc tinh thê dược gọi là chât ran kết tinh. * Tính chât. cùa chát ran kết tinh: Tính chát, [vật lí. co' học, ...] phụ thuộc vào càu trúc tinh thô. - Có nhiệt dộ nóng chảy xác định ớ một áp suất nhát'dinh. Chãt ran dơn tinh thê có tính dị hướng. Chất rán đa tinh thó có tinh đang hướng. Chát răn dơn tinh thô có tính dị hướng, còn chât ran da tinh thí' co tính dẳng hướng. Chât ran vó định hình là chât ran không co càu trúc tinh thố. Tính chất: Vật không có dạng hình học tự nhiên xác dinh Có tính dắng hướng Không có nhiệt độ nóng cháy xác định. Kích thước tinh thè phụ thuộc vào các điều kiện hình thành nó nhu' nhiệt dộ bát dầu làm nguội và đặc biệt là tốc độ làm nguội. Nhiệt độ bắt đầu nguội câng cao. tốc độ nguội càng chậm thì kích thước tinh thô càng lớn. Vì cacbon và kim cương có cấu trúc mạng tinh thê khác nhau Báng tóm tat Z ẳ ■■< -ỵ- o Chât rắn kèt tinh Chất đo'11 tinh thể Có câti trúc tinh thế Có nhiệt độ nóng cháy xác định Dị hường Chãt da tinh the Dàng hướng Chất rắn vô định hình Không có cáu trite tinh thê Không có nhiệt độ nóngrháy xác định Dá ng hướng

I. Chất rắn kết tinh.

1. Cấu trúc tinh thể.

Tinh thể được cấu trúc bởi các hạt [nguyên tử, phân tử, ion] liên kết chặt với nhau bằng những lực tương tác và sắp xếp theo một trật tự hình học xác định, trong đó mỗi hạt luôn dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó.

Chất rắn có cấu trúc tinh thể được gọi là chất rắn kết tinh [hay chất rắn tinh thể].

2. Các đặc tính của chất rắn kết tinh.

a] Mỗi chất rắn kết tinh nóng chảy [hoặc đông đặc] ở một nhiệt độ xác định.

Các chất rắn cấu tạo từ cùng nột loại hạt, nhưng cấu trúc tinh thể không giống nhau thì những tính chất của chúng rất khác nhau.

b] Chất rắn kết tinh có thể là chất đơn tinh thể hoặc chất đa tinh thể.

Chất đơn tinh thể đươc cấu tạo từ một tinh thể lớn hoặc nhiều tinh thể nhỏ liên kết theo một trật tự xác định tuần hoàn trong không gian tạo thành mạng tinh thể. Chất rắn đơn tinh thể có tính dị hướng.

Chất đa tinh thể được cấu tạo từ vô số tinh thể rất nhỏ liên kết hỗ độn với nhau. Chất da tinh thể có tính đẳng hướng.

II. Chất vô định hình

Chất vô định hình không có cấu trúc tinh thể, do đó không có dạng hình học xác định, không có nhiệt độ nóng chảy [hoặc đông đặc] xác định và có tính đẳng hướng.

Sơ đồ tư duy về chất rắn kết tinh, chất rắn vô định hình

Đáp án: D

      Các chất rắn như nhựa thông, hắc ín… mà hình dạng bên ngoài không có dạng hình học gọi là chất rắn vô định hình. Như vậy chất rắn vô định hình không có cấu trúc tinh thể, do đó không có dạng hình học và nhiệt độ nóng chảy [hoặc đông đặc] xác định. Chất rắn vô định hình có tính đẳng hướng

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Bạn biết không? Ly thủy tinh uống nước và nhiều vật dụng khác làm bằng nhựa, cao su… mà bạn đang sử dụng trong cuộc sống hằng ngày là được làm từ chất rắn vô định hình. 

Vậy có bao giờ bạn thắc mắc chất rắn vô định hình là gì và có đặc tính ra sao? Chúng ứng dụng như thế nào? Làm sao để phân biệt với chất rắn kết tinh? Tất cả sẽ được giải đáp ngay trong bài viết dưới, đừng bỏ lỡ bạn nhé!

1. Chất rắn vô định hình là gì? Tổng quan sơ lược nhất

Chất rắn là một chất hoặc một vật không chảy, ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cố định, nó vẫn giữ nguyên được thể tích riêng và hình dạng riêng. Khác với chất khí hay lỏng, chất rắn hoàn toàn không thể dàn theo hình dạng của bất cứ một vật chứa nào.

Thông thường chất rắn được phân thành 2 loại cơ bản là rắn tinh khiết và rắn vô định hình. Trong đó, vật rắn vô định hình với nhiều đặc tính độc đáo giúp sản xuất ra nhiều sản phẩm mang tính năng cao. Vậy chất rắn vô định hình là gì?

1.1 Khái niệm 

Chất vật rắn vô định hình còn gọi là vật liệu vô định hình, là chất rắn ở trạng thái vật chất không cấu tạo từ tinh thể. Nói cách khác, các phân tử hay nguyên tử trong chất rắn này không nằm ở các vị trí có trật tự diện rộng mà là trật tự gần.

Bạn có thể hiểu một cách đơn giản hơn là những chất này không có cấu trúc tinh thể và không có dạng hình học xác định. 

Ví dụ về chất rắn vô định hình như thủy tinh khi đun nóng đầu tiên sẽ mềm và sau đó nóng chảy trong một khoảng nhiệt độ nhất định và trở thành vật rắn vô định hình. Nhờ đó, người ta có thể đúc hoặc thổi thành nhiều hình dạng khác nhau như bình hoa, ly thủy tinh…

Vật liệu vô định hình

1.2 Đặc tính của rắn vô định hình

Chất rắn vô định hình có đặc điểm và tính chất là: 

- Có tính đẳng hướng và có sự chuyển từ chất rắn vô định hình sang chất lỏng xảy ra liên tục.

- Không có nhiệt độ nóng chảy xác định hoặc nhiệt độ đông đặc.

- Ở nhiệt độ cao khi bị nung nóng, chúng mềm dần và chuyển sang thể lỏng.

- Nhiều vật rắn có thể vừa là tinh thể, vừa là vô định hình.

- Vật rắn vô định hình có tính dẻo, rất dễ tạo hình, không bị ăn mòn, không bị gỉ sét.

1.3 Cách sản xuất như thế nào?

Chất rắn vô định hình thường được sản xuất bằng phương pháp nguội lạnh, tức là khi một chất lỏng đủ độ nhớt bị làm lạnh rất nhanh. Điều này dẫn đến nó không có đủ thời gian để các mắt lưới tinh thể thông thường có thể tạo thành, nhờ đó thành vô định hình.

Ngoài ra, người ta cũng có thể dựa vào các phương pháp khác để chế tạo vật rắn vô định hình như:

- Bắn phá vật liệu nguồn bằng chùm điện tử, ion có năng lượng cao.

- Nghiền cơ học động năng cao

- Thiêu kết áp lực cao từ bột hợp kim 

>>> Bài viết liên quan: Quy trình sản xuất thuỷ tinh diễn ra như thế nào?

Cách phân biệt chất rắn kết tinh và vô định hình

Như đã nói, chất rắn được chia thành 2 loại chính là kết tinh và vô định hình với những đặc điểm và ứng dụng riêng biệt. Để tránh nhầm lẫn giữa vật liệu rắn kết tinh và rắn vô định hình, cùng xem ngay bảng so sánh cụ thể này nhé!

2. Một số chất rắn vô định hình thông dụng và ứng dụng của nó

Sở hữu những đặc tính độc đáo so với chất rắn tinh thể nên các loại vật liệu rắn vô định hình được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống. Có thể kể đến các vật liệu rắn phổ biến sau:

2.1 Thủy tinh

Thủy tinh hay còn được gọi là kính hay kiếng, là một vật liệu thuộc nhóm chất rắn vô định hình, có gốc silicat. Người ta thường trộn thêm các chất phụ gia khác để có được tính chất theo ý muốn phục vụ cho nhu cầu sử dụng của mình.

Thủy tinh là chất rắn vô định hình

Khi sản xuất thuỷ tinh, vật liệu có chứa silic được làm lạnh nhanh chóng từ trạng thái lỏng nhưng không đông đặc lại khi nhiệt độ giảm xuống dưới điểm nóng chảy của nó. Sau đó, người ta sẽ làm mát vật liệu dưới nhiệt độ chuyển đổi thủy tinh.

Thủy tinh là chất rắn vô định hình được ứng dụng để sản xuất các loại đồ gia dụng như bình hoa, chai lọ, ly cốc uống nước, chén dĩa… Hoặc dùng làm các dụng cụ quang học, các sản phẩm thủy tinh mỹ nghệ hoặc đồ trang trí dùng trong ngành xây dựng.

2.2 Nhựa đường

Một chất liệu rắn vô định hình quen thuộc trong cuộc sống chính là nhựa đường. Đây là một hợp chất màu đen dạng lỏng hoặc bán rắn, có độ nhớt cao. Nhựa đường có thành phần chính là bitum và thường xuất hiện trong trầm tích tự nhiên hoặc dầu thô.

Nhựa đường được ứng dụng rất nhiều trong ngành xây dựng sản xuất bê tông để rải đường, lát nền… Ngoài ra, nó cũng được dùng trong nông nghiệp – thủy lợi [như bảo vệ và chống thấm đập nước] hoặc trong sản xuất ô tô, sơn, vecni…

2.3 Các loại nhựa

Các loại nhựa bao gồm nhựa PS, PC, nhựa ABS hay PVC là chất rắn vô định hình phổ biến trong đời sống. Điểm chung của chúng là không có chuỗi liên kết kết hợp liên tục và chỉ có trạng thái rắn.

Hiện nay, nhựa là vật liệu quá quen thuộc trong cuộc sống chúng ta. Nó được ứng dụng để sản xuất các vật dụng phục vụ cho ngành xây dựng, công nghiệp thực phẩm, may mặc,v.v. Các sản phẩm từ nhựa tiện dụng, giá thành rẻ nên được sử dụng nhiều.

2.4 Đường ăn

Ngoài các loại kể trên, có nhiều chất rắn vừa có thể là tinh thể, vừa là vô định hình. Điển hình là đường ăn – loại gia vị quen thuộc có mặt ở hầu hết mọi gia đình. 

Ở dạng nguyên thủy, đường ăn ở dạng tinh thể. Nhưng khi đun chảy và làm lạnh nhanh bằng cách đưa đường nóng chảy vào bề mặt của một vật lạnh. Cuối cùng, kết quả chúng ta thu được là một chất rắn thuộc nhóm vô định hình, mà không phải dạng tinh thể hạt như đường nguyên thủy ban đầu. 

Trên đây là những kiến thức quan trọng liên quan đến chất rắn vô định hình. Hi vọng rằng qua bài viết của Bao Bì Xanh, bạn đã biết và phân biệt được các chất nào là vô định hình. Từ đó có thể lựa chọn để ứng dụng phù hợp cho nhu cầu của mình. Nếu còn gì thắc mắc khác, vui lòng liên hệ với chúng tôi để được giải đáp ngay nhé!
>>> Đọc thêm: Tìm hiểu ly thủy tinh lỏng - vật liệu quen thuộc trong đời sống