Solid State-kenmerken

De vaste toestand Materie is er een waarin de atomen of moleculen compact zijn, samengevoegd, waardoor het een consistentie en een fysieke vorm krijgt. Het heeft eigenschappen die het onderscheiden van de andere aggregatietoestanden: vloeibaar en gasvormig, en dat geeft het de fysieke eigenschappen en algemeen waargenomen chemisch gedrag.

De belangrijkste kenmerken van de vaste stof zijn:

In het algemeen vertonen vaste stoffen de volgende kenmerken, die elk afzonderlijk meer in detail zullen worden toegelicht:

• Interne structuur: amorf of kristallijn
• Smeltpunt
• Dichtheid
• Hardheid
• ductiliteit
• kneedbaarheid
• Warmtegeleiding
• Elektrische geleidbaarheid
• Magnetisme

Interne structuur: amorf of kristallijn

Vaste stoffen hebben, door de rangschikking van hun atomen, twee mogelijke interne configuraties:

• Amorfe vaste stoffen
• Kristallijne vaste stoffen

De amorfe vaste stoffen Het zijn degenen die een onregelmatige en wanordelijke structuur vormen tussen hun deeltjes. Dit soort vaste stoffen is isotroop, dus hun fusie vindt niet plaats bij een bepaalde temperatuur. Wanneer ze breken, blijven deze vaste stoffen achter in stukjes van zeer verschillende afmetingen en van verschillende vormen; bijvoorbeeld glas.

De kristallijne vaste stoffen Het zijn degenen die, dankzij de verbindingen tussen hun atomen of moleculen, kristallijne, geordende en compacte structuren vormen. Dit soort vaste stoffen smelten bij een vaste temperatuur. Als ze gebroken zijn, laten ze stukjes met een regelmatige vorm achter. Deze vaste stoffen omvatten suiker en zout.

Smeltpunt

Het smeltpunt is temperatuur- waarop de vaste stof begint te veranderen in vloeibare toestand. In het geval van anorganische chemische verbindingen, die minerale stoffen zijn, is deze temperatuur zeer hoog. In metalen kan het smeltpunt bijvoorbeeld duizenden graden Celsius bereiken.

Aan de andere kant is in organisch-chemische verbindingen, zoals koolhydraten, eiwitten en alcoholen, om maar een paar voorbeelden te noemen, het smeltpunt veel lager. En in feite wordt in veel organische vaste stoffen een temperatuur van zelfontbranding bereikt, en in plaats van te beginnen te smelten, beginnen ze te branden bij een verbranding.

Dichtheid

Dichtheid is de fysieke eigenschap van materie die de aangeeft hoeveelheid massa in elke volume-eenheid. In vaste stoffen is het over het algemeen groter dan in vloeistoffen en gassen, omdat de deeltjes compacter en geordend zijn. Er kan echter een uitzondering zijn in vaste materialen die zeer poreus zijn.

Hardheid

Hardheid is de weerstand die zich verzet tegen het vaste oppervlak dat moet worden bekrast of gedragen door een ander. Voorbeelden van vaste stoffen met een hoge hardheid zijn diamant en wolfraamcarbide. Beide materialen worden gebruikt om punten te maken voor draaibankmachines, waarin staal wordt gesneden om mechanische onderdelen te ontwerpen. Voorbeelden van zachte vaste stoffen zijn talkpoeder en gips.

ductiliteit

Ductiliteit is het unieke vermogen van sommige metalen om gegoten en gemaakt van draden, zonder te breken met de inspanning die erop wordt gedrukt. Voorbeelden van ductiele vaste stoffen zijn koper, aluminium, goud, zilver. In feite is het doel van het maken van draden om elektrische stroom te geleiden, en alle genoemde metalen zijn goede geleiders.

kneedbaarheid

Kneedbaarheid is het vermogen van vaste materialen om vervormd zijn en dat er verschillende geometrieën mee worden gecreëerd, zonder te breken. Deze eigenschap wordt in metalen gebruikt om dunne platen te maken. Zo wordt aluminium tot zeer kleine diktes gebracht om aluminiumfolie te maken. Er zijn ook metaalfolies voor het maken van munten.

Warmtegeleiding

Thermische geleidbaarheid is de eigenschap van materialen die het mogelijk maakt: er wordt warmte-energie doorheen getransporteerd. De vaste stoffen met de beste thermische geleidbaarheid zijn de metalen koper, goud en zilver. Aan de andere kant worden vaste stoffen die het tegenovergestelde doen genoemd Thermische isolatie. Voorbeelden van thermisch isolerende vaste stoffen zijn polyurethaan en polystyreen.

Elektrische geleidbaarheid

Elektrische geleidbaarheid is de eigenschap van materialen die het mogelijk maken: elektrische energie circuleert erdoorheen. De vaste stoffen met de beste elektrische geleidbaarheid zijn de metalen koper, goud en zilver. Aan de andere kant worden vaste stoffen die het tegenovergestelde doen genoemd elektrische isolatoren. Voorbeelden van vaste elektrische isolatoren zijn polyethyleen en polypropyleen.

Magnetisme

Magnetisme is een natuurlijke eigenschap van vaste stoffen zoals magnetiet (Fe₃OF₄), en bestaat uit de vermogen om andere metalen voorwerpen aan te trekken. Om aantrekking te laten plaatsvinden, moet een van de twee metalen vaste stoffen natuurlijk of geïnduceerd magnetisme hebben door middel van een elektrisch veld. Vaste stoffen die magnetisme hebben, worden magneten of magneten, meestal.

Solid State-koppelingstypen

In de vaste toestand kunnen er drie soorten bindingen zijn tussen de atomen waaruit het bestaat:

• Ionbinding
• Covalente binding
• Metaalverbinding

De ionbinding Het komt voor tussen twee atomen of groepen atomen die een elektrische lading dragen. Deze dragers van elektrische lading worden ionen, en ze moeten het ene positieve aan het andere negatieve koppelen, om hun beschuldigingen tegen elkaar te neutraliseren. Een voorbeeld van een ionisch gebonden vaste stof is natriumchloride (NaCl, keukenzout).

Ionische vaste stoffen kunnen oplossen in water, zodat hun ionen worden gescheiden, waardoor in het waterige medium de positieve en negatieve ladingen. Deze combinatie van de ionische vaste stof met water is een oplossing die, dankzij de gedispergeerde ladingen, het vermogen zal hebben om een elektrische stroom geleiden.

De covalente binding vindt plaats tussen twee atomen, waarvan er één valentie-elektronen over heeft. Een ander atoom dat een tekort aan deze elektronen heeft, zal ze ontvangen. Een voorbeeld van een vaste stof met covalente bindingen is suiker of sucrose, met formule C₁₂H₂₂OF₁₁.

De metalen binding Het komt voor tussen de atomen van een metalen element. Afhankelijk van degene in kwestie, zullen de atomen een rangschikking vormen in de vorm van een gaas dat de fysieke en chemische eigenschappen aan de vaste stof zal verlenen.

Het kan je interesseren:

• Kenmerken van de vloeibare toestand:.
• Gaskenmerken:.