Was ist ein amorpher Feststoff?

Ein amorphes Feststoff ist jedes Material, das nicht in einem Gitter oder einer kristallinen Struktur angeordnet ist. Amorphe Feststoffe sind relativ selten und machen nur 10 Prozent der Feststoffe auf der Welt aus. Das bekannteste Beispiel eines amorphen Feststoffs ist Glas, und tatsächlich werden diese Feststoffe manchmal in der Regel eine Brille bezeichnet.

Die drei Zustände der Materie - Fest, Flüssigkeit und Gas - treten aufgrund der unterschiedlichen Bewegungsgrade der Moleküle auf, aus denen die Substanzen ausmachen. Moleküle und Atome in Gasen haben eine breite Bewegung, die sich ausbreiten, weil die Moleküle schwach miteinander verbunden sind. Flüssigkeiten haben einen eingeschränkteren Bewegungsbereich, doch ihre Moleküle bewegen sich in diesen Grenzen immer noch frei und ändern sich. Diese Freiheit gibt Flüssigkeiten ihren Mangel an dauerhafter Form.

Moleküle in Festkörpern sind andererseits ohne wirkliche Bewegungsfreiheit zusammengefasst. Die Moleküle verschieben sich jedoch immer noch, die in ihren Bindungen oszillieren. Der OszillatiNG -Bewegung ermöglicht es, dass Feststoffe sich erwärmen. Je schneller die Moleküle in ihren Bindungen schütteln, desto heißer wird das Objekt.

In kristallinen Feststoffen, die 90 Prozent der Feststoffe der Welt ausmachen, sind Moleküle in ein geordnetem Stuhl gebunden. Dieses geordnete Muster wiederholt sich genau in der gesamten Struktur und erzeugt ein Molekülegitter. Umgekehrt kann ein amorpher Feststoff ein wiederholendes Muster für kleine Teile seines Make-ups haben, jedoch nicht für seine Gesamtheit.

amorphe Feststoffe können natürlich oder künstlich gemacht werden. Lightning Striping Sand führt natürlich dazu, dass sich Glas an seinem Streikpunkt bildet. Kommerzielles Glas wird jedoch künstlich anhand eines Prozesses, der die gleichen Bedingungen wie Blitz erzeugt, jedoch in einer kontrollierten Umgebung. Neben Glas ist einer der am häufigsten verwendeten amorphen Feststoffe Kunststoff. Kunststoff besteht aus Polymeren, lange Moleküle, die absichtlich miteinander verkettet sind.

Zusätzlich können amorphe Feststoffe aus kristallinen Feststoffen hergestellt werden. Zum Beispiel wird Glas aus Quarzsand hergestellt, einem kristallinen Feststoff. Der Sand wird auf extreme Temperaturen erhitzt, die ihn effektiv schmelzen und dann schnell abgekühlt oder unterkühlt sind, sodass die Moleküle keine Zeit haben, sich wieder in eine Gitterform zu ordnen. Diese Superkühlung führt zu einer molekularen Anordnung des Glass, ähnlich wie wenn jemand eine Momentaufnahme der Flüssigkeit aufgenommen hatte.

Da die Strukturen von amorphen Feststoffen Flüssigkeiten ähnlich erscheinen, werden sie manchmal als superkühlte Flüssigkeiten bezeichnet. Diese Ähnlichkeit ist auch der Grund, warum sich der Mythos entwickelt hat, dass Glas tatsächlich eine langsam bewegende Flüssigkeit ist. Im Gegensatz zu einem kristallinen Feststoff verweigert sich ein amorphem Feststoff nicht sofort, wenn es Wärme ausgesetzt ist, sondern wächst immer weich.