تمتلك المواد البلورية بنية ذرية مرتبة للغاية مع دورية طويلة المدى، مما يؤدي إلى أنماط هندسية متميزة ونقاط انصهار حادة. على العكس من ذلك، تفتقر المواد غير المتبلورة إلى ترتيب بعيد المدى، وتظهر ترتيبًا ذريًا مضطربًا دون نقطة انصهار محددة، وتظهر خصائص متناحية وهياكل غير بلورية.
الوجبات السريعة الرئيسية
- الهيكل: المواد البلورية لها بنية محددة ومنظمة ، بينما تفتقر المواد غير المتبلورة إلى هذا الترتيب المنظم.
- الخصائص: تحتوي المواد البلورية على نقاط انصهار حادة وخصائص فريدة يمكن استخدامها لتحديدها ، في حين أن المواد غير المتبلورة لها خصائص أكثر تنوعًا.
- التكوين: تتشكل المواد البلورية عن طريق التبريد البطيء للمواد المنصهرة أو من خلال التبلور الطبيعي. تتشكل المواد غير المتبلورة عن طريق التبريد السريع للمواد المنصهرة أو بإضافة الشوائب.
بلوري مقابل غير متبلور
تحتوي المواد الصلبة البلورية على ترتيب عالي الترتيب ومتكرر من الذرات المرتبة في نمط معين أو بنية شبكية. تحتوي المواد الصلبة غير المتبلورة على ترتيب غير منتظم وغير منتظم للذرات وتفتقر إلى أسطح وأشكال محددة جيدًا ، مما يجعلها متناحرة.
جدول المقارنة
| الميزات | بلوري | غير متبلور |
|---|---|---|
| الترتيب الذري | مرتبة للغاية ومتكررة، وتشكل بنية متميزة مع خلية وحدة متكررة. | يفتقر إلى ترتيب طويل المدى، حيث يتم ترتيب الذرات بشكل عشوائي أو في نمط قصير المدى وغير متكرر. |
| مظهر | غالبًا ما يمتلك أشكالًا محددة جيدًا مثل المكعبات أو المنشورات أو الإبر. | عادة ما يكون له مظهر غير منتظم وغير بلوري. |
| ذوبان نقطة | لديه نقطة انصهار حادة عند درجة حرارة محددة. | يُظهر تليينًا تدريجيًا على نطاق درجة الحرارة قبل الذوبان تمامًا. |
| انقسام | يمكن أن يكسر مستويات معينة من الضعف بسبب الهيكل المرتب. | لا يمكن أن تنفصل بسهولة بسبب الترتيب العشوائي للذرات. |
| عسر الماء | بشكل عام أكثر صلابة وأكثر هشاشة بسبب القوى البينية القوية في البنية المنظمة. | بشكل عام أكثر ليونة وأكثر مرونة بسبب القوى البينية الأضعف في الترتيب العشوائي. |
| التوصيل الكهربائي | يمكن أن تكون موصلات أو عوازل جيدة اعتمادًا على المادة. | عادة موصلات سيئة للكهرباء. |
| أمثلة | الماس، الكوارتز، الملح (NaCl)، المعادن | الزجاج، المطاط، البلاستيك، العسل |
ما هو البلوري؟
تشكل المواد البلورية فئة أساسية في فيزياء الحالة الصلبة، وتتميز بترتيبها الذري المنظم للغاية. يتضمن فهم بنيتها الخوض في تنظيمها الجزيئي المعقد والخصائص العيانية الناتجة.
الترتيب الذري
في قلب المواد الصلبة البلورية يوجد ترتيب ثلاثي الأبعاد متكرر للذرات أو الجزيئات المعروفة باسم الشبكة البلورية. ويمتد هذا الهيكل الشبكي في جميع أنحاء المادة، ليقدم نمطًا موحدًا يتكرر بشكل دوري في جميع الاتجاهات. يحدد الترتيب الدقيق للذرات داخل الشبكة الخصائص الفريدة لكل مادة بلورية.
أمر طويل المدى
إحدى السمات المميزة للمواد البلورية هي ترتيبها بعيد المدى، حيث يستمر ترتيب الذرات على مسافات شاسعة داخل المادة. ويؤدي هذا الانتظام إلى ظهور أشكال وتماثلات هندسية مميزة، وهي واضحة في الجوانب المميزة للبلورات.
نقاط الانصهار الحادة
تظهر المواد البلورية نقاط انصهار محددة جيدًا، نتيجة للترتيب المنتظم للذرات داخل الشبكة. عندما تتعرض لدرجة حرارة متزايدة، تتغلب الطاقة الحرارية في النهاية على القوى الجزيئية التي تربط الشبكة معًا، مما يؤدي إلى انتقال مفاجئ من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة عند درجة حرارة معينة.
الخصائص الهيكلية
يمنحها التركيب الذري المرتب للغاية للمواد البلورية خصائص هيكلية مختلفة، بما في ذلك تباين الخواص، حيث تختلف خواصها الفيزيائية مع الاتجاه. بالإضافة إلى ذلك، يسهل هذا التنظيم انتشار موجات معينة، مثل الأشعة السينية والإلكترونات، مما يؤدي إلى أنماط حيود مميزة تعمل كأداة قوية للتحليل الهيكلي.
أمثلة
تشتمل المواد البلورية على مجموعة واسعة من المواد، بدءًا من ملح الطعام الشائع (كلوريد الصوديوم) والكوارتز وحتى المعادن مثل الحديد والماس. يعرض كل منها هياكل بلورية متميزة، تساهم في خصائصها وتطبيقاتها الفريدة في مختلف المجالات، بما في ذلك علوم المواد والكيمياء والهندسة.
ما هو غير متبلور؟
تمثل المواد غير المتبلورة فئة متنوعة من المواد التي تتميز بافتقارها إلى ترتيب بعيد المدى في الترتيب الذري. تؤدي هذه الميزة الهيكلية المميزة إلى ظهور خصائص وسلوكيات فريدة، مما يميزها عن نظيراتها البلورية.
البنية الذرية المضطربة
في قلب المواد غير المتبلورة يوجد ترتيب ذري أو جزيئي مضطرب، خالي من الأنماط المتكررة الموجودة في المواد الصلبة البلورية. على عكس المواد البلورية، التي تظهر شبكة بلورية محددة جيدًا تمتد في جميع أنحاء المادة، تفتقر المواد غير المتبلورة إلى مثل هذا الترتيب طويل المدى. وبدلًا من ذلك، تفتقر مواقعها الذرية إلى الدورية، مما يؤدي إلى توزيع عشوائي وغير منتظم.
غياب نقاط الانصهار الحادة
على عكس المواد البلورية ذات نقاط الانصهار الحادة، تخضع المواد غير المتبلورة لانتقال تدريجي من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة عبر مجموعة من درجات الحرارة. ينبع هذا السلوك من عدم وجود شبكة بلورية محددة جيدًا، مما يجعلها مناسبة بشكل فعال للمادة لتخضع للتليين والتدفق التدريجي بدلاً من التحول المفاجئ في الطور.
خصائص الخواص
تتميز المواد غير المتبلورة بخصائص متناحية، مما يعني أن خواصها الفيزيائية تظل موحدة في جميع الاتجاهات. ينشأ هذا الخواص من عدم وجود التوجهات الذرية المفضلة أو المحاور البلورية الموجودة في المواد الصلبة البلورية. ونتيجة لذلك، فإن خصائص مثل التوصيل الحراري، ومعامل الانكسار، والقوة الميكانيكية لا تظهر أي اعتماد اتجاهي في المواد غير المتبلورة.
الخصائص الهيكلية
تؤدي الطبيعة المضطربة للمواد غير المتبلورة إلى ظهور خصائص هيكلية فريدة، بما في ذلك الترتيب قصير المدى والترتيبات الذرية المحلية. في حين أن هذه المواد تفتقر إلى الترتيب بعيد المدى، فإنها قد لا تزال تظهر درجات معينة من الترتيب قصير المدى أو تجمع الذرات على مسافات محدودة. يعد فهم هذه الميزات الهيكلية المحلية أمرًا بالغ الأهمية لتوضيح خصائص وسلوكيات المواد غير المتبلورة.
أمثلة وتطبيقات
تجد المواد غير المتبلورة تطبيقات في مجالات مختلفة، بما في ذلك الزجاج والبوليمرات والأغشية الرقيقة. تشمل الأمثلة الشائعة زجاج النوافذ وبعض المواد البلاستيكية والطلاءات الرقيقة المستخدمة في الإلكترونيات. يمنحها التركيب الذري المضطرب لهذه المواد خصائص مرغوبة مثل الشفافية والمرونة ومقاومة التآكل، مما يجعلها لا تقدر بثمن في العديد من التطبيقات التكنولوجية.
الاختلافات الرئيسية بين البلورية وغير المتبلورة
- الترتيب الذري:
- بلوري: يمتلك بنية ذرية مرتبة للغاية مع شبكة ثلاثية الأبعاد متكررة.
- غير متبلور: يفتقر إلى الترتيب بعيد المدى، ويظهر ترتيبًا ذريًا مضطربًا دون بنية شبكية محددة.
- نقط الذوبان:
- بلوري: يُظهر نقاط انصهار حادة ومحددة جيدًا بسبب الترتيب المنتظم للذرات.
- غير متبلور: يمر بانتقال تدريجي من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة عبر مجموعة من درجات الحرارة بسبب عدم وجود بنية شبكية متميزة.
- الخصائص الهيكلية:
- بلوري: يعرض خصائص متباينة الخواص وأنماط الحيود المميزة.
- غير متبلور: يظهر خصائص متناحية مع عدم وجود اعتماد اتجاهي في الخصائص الفيزيائية.
- أمثلة:
- البلوري: يشمل مواد مثل الكوارتز والماس والمعادن، التي تظهر أشكالًا وتماثلات هندسية متميزة.
- غير متبلور: يشمل مواد مثل الزجاج وبعض البوليمرات والأغشية الرقيقة، التي تفتقر إلى النظام طويل المدى ولكنها تمتلك خصائص فريدة مثل الشفافية والمرونة.
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169409X01000977
- https://books.google.com/books?hl=en&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
لقد بذلت الكثير من الجهد في كتابة منشور المدونة هذا لتقديم قيمة لك. سيكون مفيدًا جدًا بالنسبة لي ، إذا كنت تفكر في مشاركته على وسائل التواصل الاجتماعي أو مع أصدقائك / عائلتك. المشاركة هي ♥ ️
