Аморфний стан
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Аморфний стан

Аморфний стан (від греч.(грецький) а — негативна частка і morphē — форма), твердий стан речовини, що володіє двома особливостями: його властивості (механічні, теплові, електричні і т. д.) в природних умовах не залежать від напряму в речовині (ізотропія); при підвищенні температури речовина, розм'якшуючись, переходить в рідкий стан поступово, тобто в А. с. відсутня певна точка плавлення.

  Ці особливості обумовлені відсутністю в А. с. далекого порядку — характерною для кристалів строгої повторюваності на всіх напрямках одного і того ж елементу структури (атома, групи атомів, молекули і т. п.) впродовж сотень і тисяч періодів. В той же час в речовини в А. с. існує ближній порядок — узгодженість в розташуванні сусідніх часток, тобто порядок, дотримуваний на відстанях, порівнянних з розмірами молекул ( мал. ). З відстанню ця узгодженість зменшується і через 0,5—1 нм зникає (див. Далекий порядок і ближній порядок ) .

  Ближній порядок характерний і для рідин, але в рідині відбувається інтенсивний обмін місцями між сусідніми частками, важко у міру зростання в'язкість, тому, з одного боку, тверде тіло в А. с. прийнято розглядати як переохолоджену рідину з дуже високим коефіцієнтом в'язкості. З іншого боку, в само поняття «А. с.» включають рідину.

  Ізотропія властивостей характерна так само для полікристалічного стану (див. Полікрісталли ) , але останнє характеризується строго певною температурою плавлення, що дозволяє відрізняти його А. с. Відмінність структури А. с. від кристалічного легко виявляється за допомогою рентгенограм . Монохроматичні рентгенівські промені, розсіваючись на кристалах, утворюють дифракційну картину у вигляді виразних ліній або плям (див. Дифракція рентгенівських променів ) . Для А.с . це не характерно.

  Стійким твердим станом речовини при низьких температурах є кристалічний стан. Проте залежно від властивостей молекул, кристалізація може зажадати більше або менше часу — молекули повинні встигнути при охолоджуванні речовини вишикуватися в кристалічний порядок. Інколи цей час буває дуже великим, так що кристалічний стан практично не реалізується. У ін. випадках А. с. виходить шляхом прискорення процесу охолоджування. Наприклад, розплавляючи кристалічний кварц і потім швидко охолоджуючи розплав, отримують аморфне кварцеве скло. Так само ведуть себе багато силікати, які при охолоджуванні дають звичайне скло. Тому А. с. часто називають стеклообразним станом . Проте найчастіше навіть найшвидше охолоджування недостатньо швидко для того, щоб перешкодити утворенню кристалів. В результаті цього більшість речовин отримати в А. с. неможливо. У природі А. с. менш поширено, чим кристалічне. У А. с. знаходяться: обпав, обсидіан, янтар, смоли природні, бітуми .

  В А. с. можуть знаходитися не лише речовини, що складаються з окремих атомів і звичайних молекул, як скла і рідини (низькомолекулярні з'єднання), але і речовини, що складаються з длінноцепочечних макромолекул високомолекулярні з'єднання, або полімери .

  Структура аморфних полімерів характеризується ближнім порядком в розташуванні ланок або сегментів макромолекул, швидко зникаючим у міру їх видалення друг від друга. Молекули полімерів як би утворюють «рої», час життя яких дуже великий із-за величезної в'язкості полімерів і великих розмірів молекул. Тому у ряді випадків такі рої залишаються практично незмінними.

  Аморфні полімери залежно від температури можуть знаходитися в трьох станах, що відрізняються характером теплового руху: стеклообразном, високо-еластичному і рідкому (в'язко-текучому). При низьких температурах сегменти молекул не володіють рухливістю і полімер поводиться як звичайне тверде тіло в А. с. При досить високих температурах енергія теплового руху стає достатньою для того, щоб викликати переміщення сегментів молекули, але ще недостатньою для приведення в рух молекули в цілому. Виникає високоеластичний стан, що характеризується здатністю полімеру легко розтягуватися і стискуватися. Перехід з високоеластичного полягання в стеклообразноє називається склуванням. У в'язко-текучому стані можуть переміщатися не лише сегменти, але і вся макромолекула. Полімери набувають здатності текти, але, на відміну від звичайної рідини, їх течія завжди супроводиться розвитком високоеластичної деформації.

  Літ.: Китайгородський А. І., Порядок і безлад в світі атомів, М., 1966; Кобеко П. П., Аморфні речовини, М.— Л., 1952; Китайгородський А. І., Рентгеноструктурний аналіз дрібнокристалічних і аморфних тіл, М.— Л., 1952. Див. також літ.(літературний) при ст. Полімери .

Будова кварцу Sio 2 : а — кристалічного; б — аморфного; чорні кухлі — атоми Si, білі, — атоми O.