Co je to amorfní pevná látka?

Amorfní pevná látka je jakýkoli materiál, který nemá své molekuly uspořádané v mřížce nebo krystalické struktuře. Amorfní pevné látky jsou relativně vzácné a tvoří na světě pouze 10 procent pevných látek. Nejznámějším příkladem amorfní pevné látky je sklo a ve skutečnosti se tyto pevné látky někdy označují jako sklenice.

K třem stavům hmoty - pevné, kapalné a plynné - dochází kvůli různým stupňům pohybu molekul, které tvoří látky. Molekuly a atomy v plynech mají široký rozsah pohybu a šíří se, protože molekuly jsou slabě spojené dohromady. Kapaliny mají omezenější rozsah pohybu, přesto se jejich molekuly stále volně pohybují uvnitř těchto hranic a mění polohu. Tato svoboda dává tekutinám jejich nedostatek trvalého tvaru.

Molekuly v pevných látkách jsou naproti tomu spojeny dohromady bez skutečné svobody pohybu. Molekuly se však ve svých vazbách stále pohybují. Kmitavý pohyb je to, co umožňuje zahřátí pevných látek. Čím rychleji se molekuly otřásají ve svých vazbách, tím je objekt teplejší.

V krystalických pevných látkách, které tvoří 90 procent pevných látek na světě, jsou molekuly vázány v uspořádaném vzoru. Tento uspořádaný vzor se opakuje přesně v celé struktuře a vytváří mřížku molekul. A naopak, amorfní pevná látka může mít opakující se vzorec pro malé části svého složení, ale ne pro celý celek.

Amorfní pevné látky mohou být přírodní nebo umělé. Blesk zasažený písek přirozeně způsobí, že se v místě jeho nárazu vytvoří sklo. Komerční sklo je však vyráběno člověkem a používá proces, který vytváří stejné podmínky jako blesky, ale v kontrolovaném prostředí. Kromě skla je jednou z nejpoužívanějších amorfních pevných látek plast. Plast je vyroben z polymerů, dlouhé řetězce molekul záměrně zřetězené dohromady.

Kromě toho mohou být amorfní pevné látky vyrobeny z krystalických pevných látek. Například sklo je vyrobeno z křemičitého písku, krystalické pevné látky. Písek se zahřívá na extrémní teploty, které jej účinně taví, a poté se rychle ochladí nebo podchlazuje, takže molekuly nemají čas se uspořádat zpět do mřížkové formy. Toto podchlazení má za následek molekulární uspořádání skla podobné, jako kdyby někdo pořídil snímek kapaliny.

Protože struktury amorfních pevných látek vypadají podobně jako kapaliny, někdy se nazývají podchlazené kapaliny. Tato podobnost je také důvodem, proč mýtus vyvinul, že sklo je ve skutečnosti pomalu se pohybující kapalinou. Kromě toho na rozdíl od krystalické pevné látky amorfní pevná látka při vystavení teplu okamžitě zkapalní, nýbrž roste stále měkčí.