Справочная

" - 1 2 4 b N O S А Б В Г Д Е Ж З И К Л м Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э

АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ

АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ (от греч. amorphos — бесформенный), конденсированноесостояние в-ва, главный признак к-рого — отсутствие атомной или молекулярнойрешетки, т.е. трехмерной периодичности структуры, характерной для кристаллическогосостояния. Аморфные тела изотропны, т.е. их св-ва (мех., оптич., электрич.и др.) не зависят от направления. Аморфное состояние обычно устанавливают, во-первых,по небольшому числу максимумов на дифракционной картине (как правило, 2-4)на фоне диффузного гало, для к-рых характерны большая полуширина и быстроеубывание интенсивности с ростом угла дифракции; во-вторых, по отсутствиюв колебательном или электронном спектре расщеплений полос, связанных ссимметрией структуры (см. Дифракционные методы, Молекулярные спектры).

Расплавы всех в-в выше их т-ры плавления Тпл, находятся обычнов термодинамически равновесном состоянии, в к-ром любая термодинамич. ф-циясостояния (уд. объем, энтальпия, энтропия) однозначно определяется т-рой,давлением и др. параметрами. При Тпл в-во переходит в равновесноетвердое состояние-кристаллизуется (см. рис.). Однако в определенных условияхпри т-рах ниже Тпп м. б. получено неравновесное состояниепереохлажденной жидкости, а при дальнейшем охлаждении ниже т-ры стеклованияТст - неравновесное твердое аморфное состояние (см. Стеклообразное состояние).Вэтом состоянии в-во м. б. устойчиво в течение длит. времени; известны,напр., вулканич. стекла (обсидиан и др.), возраст к-рых исчисляется миллионамилет. Термодинамич. ф-ции стеклообразного аморфного состояния определяются не только т-ройи давлением, но зависят также от предыстории образца (напр., скорости охлаждения).Физ. и хим. св-ва в-ва в стеклообразном аморфном состоянии обычно близки к св-вам кристаллич.модификации того же в-ва, однако они могут существенно отличаться. Так,стеклообразный GeO2 раств. в воде и р-рах щелочей, реагируетс фтористоводородной и соляной к-тами, тогда как/images/enc2/001534.jpgмодификацияGeO2 в воде практически не растворима, очень медленно раств.в р-рах щелочей при нагревании, не реагирует с указанными к-тами.
/images/enc2/001535.jpg

Температурные интервалы существования аморфного и кристаллическогосостояний в-ва: сплошная линия -равновесное состояние, штрихпунктирная- неравновесное.

Переход из переохлажденного жидкого в стеклообразное аморфное состояние происходитобычно в узком температурном интервале и сопровождается резким изменениемсв-в, в частности вязкости (на 10-15 порядков), температурного коэф. расширения(в 10-100 раз), модулей упругости (в 10-1000 раз), теплоемкости, плотностии др., чем формально напоминает фазовый переход II рода. Однако образованиестеклообразного аморфного состояния не сопровождается появлением зародышей новой фазыи физ. границы раздела фаз. Тст не является термодинамич. характеристикойв-ва и в зависимости от условий измерения может меняться на неск. десятковградусов. Это обусловлено тем, что в температурном интервале стеклованиярезко замедляется перестройка структуры ближнего порядка жидкости (структурнаярелаксация), т.е. кинетич. природой стеклования. Ниже Тст структурныепревращения в в-ве прекращаются совсем (при конечном времени наблюдения),частицы (атомы, молекулы, фрагменты молекул) способны лишь к колебательными мелкомасштабным вра-щат. движениям, трансляционная подвижность, характернаядля жидкого состояния, теряется. Т. обр., различие в св-вах жидкого и твердогоаморфного состояния определяется характером теплового движения частиц.

Существуют в-ва, к-рые не удается получить в кристаллич. состоянии.К таким в-вам относятся статистич. сополимеры и атактич. полимеры, в макромолекулахк-рых последовательность мономерных звеньев нерегулярна в направлении осицепи. Считается, что из-за отсутствия периодичности в строении макромолекулни при каких условиях не может возникнуть трехмерная периодич. структураи, следовательно, эти в-ва существуют только в аморфном состоянии. Вопрос о термодинамич.природе равновесного твердого аморфного состояния пока остается открытым (см. Третьеначало термодинамики). Ряд жесткоцепных полимеров с высокими Тстсуществует только в стеклообразном состоянии, т.к. при нагр. выше Тстони разлагаются. Попытки создания физ. моделей аморфного состояния пока к успеху не привели.


===
Исп. литература для статьи «АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ»: Тарасов В. В., Проблемы физики стекла, под ред. Г.М.Бартенева, 2 изд., М., 1979; Филлипс Дж., Физика стекла, в сб.: Физика за рубежом,М., 1983, с. 154-78; ZallenR., The physics of amorphous solid, N. Y., 1983.Э.Ф.Олейник. Г.З. Пинскер.

Страница «АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.