Che cos'è un solido amorfo?

Un solido amorfo è qualsiasi materiale che non ha le sue molecole disposte in un reticolo o struttura cristallina. I solidi amorfi sono relativamente rari, costituendo solo il 10 percento dei solidi nel mondo. L'esempio più noto di un solido amorfo è il vetro e, in effetti, questi solidi sono talvolta chiamati vetri.

I tre stati della materia - solido, liquido e gassoso - si verificano a causa dei vari gradi di movimento delle molecole che compongono le sostanze. Le molecole e gli atomi nei gas hanno una vasta gamma di movimenti, diffondendosi perché le molecole sono debolmente collegate tra loro. I liquidi hanno un raggio di movimento più limitato, ma le loro molecole si muovono ancora liberamente all'interno di quei confini, cambiando posizione. Questa libertà è ciò che dà ai liquidi la loro mancanza di forma permanente.

Le molecole nei solidi, d'altra parte, sono legate insieme senza una vera libertà di movimento. Le molecole si spostano comunque, oscillando nei loro legami. Il movimento oscillante è ciò che consente ai solidi di riscaldarsi. Più velocemente le molecole si agitano nei loro legami, più l'oggetto diventa caldo.

Nei solidi cristallini, che costituiscono il 90 percento dei solidi nel mondo, le molecole sono legate in uno schema ordinato. Questo modello ordinato si ripete esattamente in tutta la struttura, creando un reticolo di molecole. Al contrario, un solido amorfo può avere un motivo ripetitivo per piccole porzioni del suo trucco, ma non per la sua interezza.

I solidi amorfi possono essere naturali o artificiali. La sabbia che colpisce i fulmini provoca naturalmente la formazione di vetro nel suo punto di attacco. Il vetro commerciale, tuttavia, è prodotto dall'uomo, utilizzando un processo che crea le stesse condizioni dei fulmini, ma in un ambiente controllato. Oltre al vetro, uno dei solidi amorfi più utilizzati è la plastica. La plastica è composta da polimeri, lunghe stringhe di molecole appositamente incatenate insieme.

Inoltre, i solidi amorfi possono essere ricavati da solidi cristallini. Ad esempio, il vetro è costituito da sabbia di quarzo, un solido cristallino. La sabbia viene riscaldata a temperature estreme, che la fondono efficacemente, quindi si raffredda rapidamente o si raffredda, in modo che le molecole non abbiano il tempo di riorganizzarsi in una forma reticolare. Questo super raffreddamento si traduce in una disposizione molecolare del vetro simile a se qualcuno avesse scattato un'istantanea del liquido.

Poiché le strutture dei solidi amorfi appaiono simili ai liquidi, a volte vengono chiamate liquidi super raffreddati. Questa somiglianza è anche il motivo per cui il mito ha sviluppato che il vetro è in realtà un liquido che si muove lentamente. Inoltre, a differenza di un solido cristallino, un solido amorfo non si liquefa immediatamente quando viene esposto al calore, ma diventa sempre più morbido.