Хімія. Повторне видання. 8 клас. Григорович (2025)

§ 33. Кристалічний і аморфний стани твердих речовин

Поміркуйте

Які спільні властивості мають речовини в твердому агрегатному стані? Чим вони відрізняються від рідких речовин?

Більшість речовин довкола нас за звичайних умов перебувають у твердому агрегатному стані. Тверді речовини різноманітні за фізичними властивостями: мають різне забарвлення, можуть бути міцними чи крихкими, проводити електричний струм або ні, плавитися за кімнатної температури або за дуже великої.

За внутрішньою будовою й фізичними властивостями розрізняють два стани твердих речовин: аморфний і кристалічний.

У кристалічних речовинах частинки, з яких утворені кристали, розміщені в просторі в певному чіткому порядку. Якщо через центри цих частинок провести уявні лінії, то ми побачимо певні ґратки, які називають кристалічними ґратками. Структурні одиниці в кристалічних речовинах формують правильні регулярні геометричні структури.

Залежно від частинок, які утворюють кристал, і від типу хімічного зв’язку між ними, розрізняють такі типи кристалічних ґраток: йонні, молекулярні, атомні (іноді їх називають надмолекулярними) та металічні.

Кристалічні речовини:

структурні одиниці розташовані в чіткому порядку — утворюють кристалічні ґратки;
мають певну температуру плавлення; утворюють кристали певної форми;
у разі руйнування кристалічної речовини кристали розпадаються на окремі шматочки, кожен із яких зберігає хоча б частково форму початкового кристала;
приклади речовин: кухонна сіль, цукор, харчова сода, кварц, гіпс.

Структурні одиниці в кристалічних речовинах утворюють правильні геометричні фігури

Аморфні речовини не мають чіткої просторової структури, а утворені з невпорядкованих частинок (атомів чи молекул). За внутрішньою будовою вони нагадують рідини, але не можуть текти. На відміну від кристалічних речовин, які мають певну температуру плавлення, аморфні речовини плавляться в широкому інтервалі температур. Під час нагрівання вони поступово розм’якшуються і, нарешті, стають рідкими. Аморфним речовинам, як і рідинам, можна надати будь-якої форми.

Аморфні речовини:

не мають чіткої просторової структури — структурні одиниці розташовані невпорядковано;
плавляться в певному діапазоні температур;
за нагрівання спочатку розм'якшуються;
у разі руйнування утворюються уламки неправильної форми, зазвичай із нерівною поверхнею країв сколу;
приклади речовин: скло, смоли, бурштин, застиглі лаки, клеї, каучук.

Аморфні речовини не мають чіткої просторової структури, а утворені з невпорядкованих частинок (атомів чи молекул)

За певних умов речовина може перетворюватися з кристалічної на аморфну й навпаки. Звичайне скло — аморфна речовина, але із часом силіцій(IV) оксид у його складі стає кристалічним.

Через це старі склянки під час наливання в них окропу тріскаються набагато частіше, ніж нові. Цукор — кристалічна речовина. Але якщо його розплавити та швидко охолодити, то він стає аморфною речовиною (мал. 33.1).

Мал. 33.1. Кристалічний цукор (а) після розплавляння та швидкого охолодження стає аморфною речовиною, з якої легко виготовляти льодяники (б) та карамельки (в)

Поміркуйте

Які спільні та відмінні риси в рідин і твердих аморфних речовин?

Дізнайтеся більше

Грецьке слово кристаллос, від якого походять слова «кристал» і «кришталь», означає «лід». Воно походить від грецького кріос — «холод, мороз». Стародавні греки вважали, що звичайний лід, який перебуває в горах на сильному морозі, із часом кам'яніє та втрачає здатність танути. Античний філософ Аристотель писав, що «кристаллос народжується з води, коли вона повністю втрачає теплоту». На думку греків, гірський кришталь — це сильно замерзлий лід.

Робота з інформацією

388. Чи є аморфними речовини: віск, парафін, сухий лід, поліетилен, скло, кухонна сіль, тверде мило? За якими властивостями цих речовин можна зробити відповідні висновки?

389. Скористайтеся додатковими джерелами інформації та проаналізуйте, як узгоджується твердження «для кристалічних речовин характерний дальній порядок розташування частинок, а для аморфних — ближній» із тим, що ви вивчили?

390. Порівняйте властивості кристалічних і аморфних речовин, склавши для них діаграму Венна.

391. Знайдіть інформацію про аморфні сполуки, зокрема скло, бурштин, бітум. Які фізичні властивості дають змогу зробити висновок про їхню аморфність? Як упливають методи одержання цих речовин на навколишнє середовище? Оцініть вуглецевий слід, пов’язаний із добуванням і використанням цих речовин.

392. Грецькою мовою дамасма означає «скорення, приборкування», дамао — «розтрощую», а адамас — «незламний». У перекладі з французької brilliant означає «блискучий». Висловіть припущення, чому мінерал алмаз багатьма мовами називають адамантом, а оброблений алмаз називають діамантом або брильянтом.

393. Грецькою мовою аморфос означає «потворний, безформний, некрасивий, ганебний, мерзенний». Чому, на вашу думку, аморфні речовини дістали саме таку назву?

Розуміння явищ природи (робота в групах)

394. Чому за швидкого охолодження розплавленого цукру він застигає в аморфному стані, а не в кристалічному?

395. Чому аморфні речовини не мають чіткої температури плавлення? Чому кристалічні речовини не розм’якшуються перед плавленням?

396. Як ви розумієте твердження: «Кристалічним речовинам не можна надати будь-якої форми»?