Вещество может находиться в природе в нескольких состояниях — в жидкой, газообразной и твердой форме. Твердые тела по своим свойствам делятся на две группы — аморфные и кристаллические. У этих двух групп внешний вид и свойства различаются кардинально. На основании этих характеристик легко понять, чем отличаются аморфные тела от кристаллических.

Две разные группы твердых тел различаются по физическим и химическим свойствам.

Что такое аморфное твердое вещество

Аморфное тело состоит из молекул, находящихся в практически неупорядоченном состоянии. Порядок очень слабый, из-за чего твердые вещества являются более вязкими и обладают тягучестью, что дарит им схожесть с жидкостями.

Атомы упакованы в кристаллической решетке в нестрогом порядке и находятся на близком расстоянии друг к другу. Направленность атомов не выдерживается, поэтому расстояние между ними не одинаково. Таким образом, их атомы способны заполнить решетку неупорядоченно.

Несмотря на сложное название, подобные тела известны каждому. В качестве понятных примеров можно привести:

  • стекло;
  • канифоль;
  • эбонит;
  • тефлон.
Определенные разновидности пластмассы так же являются аморфными.

Что такое кристаллическое твердое вещество

Кристаллы обладают решеткой со строгим порядком расположения атомов и молекул в ней. Это позволяет указать на то, что такие тела способны сохранять свою форму, что не характерно для их противоположностей.

Кристаллизация — это процесс обратный плавлению. В результате него жидкости переходят в твердое состояние.

Атомы кристалла плотно упакованы в решетке и находятся на очень близком расстоянии друг к другу. Расстояния между атомами регулярны и всегда одинаковы.

Примеров кристаллических веществ гораздо больше:

  • лед;
  • ртуть;
  • железо;
  • соль;
  • золото;
  • серебро и другие.

Главные отличия

Основное отличие между ними заключается в расположении атомов.

У кристаллов отмечается строгий порядок, а у их противоположностей — хаотичный. Из-за этого твердые тела делятся на две различные группы. Особенности каждой из двух категорий определяют их физические свойства.

Поликристаллы представляют собой сростки отдельных кристаллов.

Геометрическая структура

Из-за того, что в аморфных телах нет выдержанного молекулярного порядка, они не имеют правильной формы и геометрии. При воздействии рентгеновских лучей аморфные не дают определенного четкого рисунка, что более характерно для кристаллов.

Монокристаллы отличаются правильной структурой и имеют огранку. Их свойства так же напрямую связаны с упорядоченностью атомов. Отдельные кристаллы имеют непрерывную решетку. Им в противоположность в можно противопоставить поликристаллы.

Температура плавления

Температура плавления — это важная характеристика, используемая не только в теории, но и на практике. Она показывает, каково количественное значение перехода из одного состояния в другое. Оно имеет ту же величину, что и температура затвердевания, то есть кристаллизации.

На вопрос о том, чем отличаются аморфные вещества от кристаллических способна ответить молекулярная и термодинамическая физика. Большая разница заключается в температуре плавления. У кристаллов она имеет строго установленную определенную величину, в то время как их противоположности не имеют точного значения из-за хаотичного расположения атомов в узлах.

У каждого кристаллического тела температура плавления различна. Ее можно узнать, воспользовавшись специальным физическим справочником с таблицами.
Плавление представляет собой процесс перехода из твердого состояния в жидкую фазу.

Некристаллические вещества при нагревании становятся тягучими. В термическом процессе их температура так же повышается, поэтому точного значения температуры их плавления установить невозможно. При постепенном нагревании они становятся мягкими. Если высокую температуру поддерживать длительное время, то атомы начнут перестраиваться в порядок, характерный для кристаллов.

Различия между аморфными и кристаллическими телами кроются в данной термодинамической характеристике. Если кристаллическое тело нагревать до определенной температуры, то после ее превышения вещество начнет плавиться. После остывания оно снова станет принимать первоначальную твердую форму.

У некристаллических веществ нет не только температуры плавления, но и температуры кипения. Определить их по справочникам не удастся, даже при большом желании.

Анизотропия и изотропия

Процесс анизотропии выражается в том, что у тел, для которых она характерна, возникают различные свойства в разных направлениях внутри среды.

В отличие от кристаллических аморфные вещества считаются изотропными, в то время как для второй группы характерна анизотропия свойств по различным направлениям.

Анизотропность выражается по непараллельным направлениям в среде.

Межчастичные силы

Аморфные вещества обладают неоднородными межмолекулярными силами. В противоположность им между атомами кристаллов возникают однородные силы.

У некристаллических тел сохраняется только ближний порядок на двух-трех атомных расстояниях.

Общие примеры

От расположения молекул в решетке напрямую зависят свойства веществ. При этом важную роль играет и температура.

Выделяется три основные категории тел:

  • стеклообразные;
  • высокопластичные;
  • вязкотягучие.

Первая группа при нагревании становится стеклообразной. В этом состоянии у вещества повышается прочность, благодаря которой их можно отличить от других веществ. Если к ним приложить силу, то они не расколются на фрагменты.

Вторая категория склонна к пластическим деформациям, имеющим обратимый характер. Их можно гнуть и растягивать, и при этом тела способны возвращаться в первоначальное состояние без дефектов.

Вязкотягучие вещества легко меняют свою форму. Они больше всего похожи на жидкости.

Кристаллы имеют не три, а две фазы. Полимеры выстраивают более прочные цепочки, склонные к необратимым деформациям. После механического воздействия твердые кристаллы не смогут вернуться в первоначальное положение.

Аморфные вещества считаются менее жесткими, чем кристаллические. Кроме того их прочность, как правило, заметно ниже.

Из-за своих особенностей группы твердых тел отличаются и по ряду других свойств, в частности по твердости. Самым твердым веществом является алмаз, представляющий собой кристалл с упорядоченной структурой.

На молекулярном уровне две группы тел отличаются очень резко. Они имеют заметное отличие по расположению атомов, чем обусловлены особенности их структуры.

Из-за тягучести аморфные вещества могут напоминать жидкости.

Основное отличие

У аморфных и кристаллических веществ есть несколько важных характеристик. Однозначно определить, какое свойство отличает кристалл от аморфного тела, достаточно сложно, так как важную роль играют и структура, и температура плавления, и межмолекулярные силы, и анизотропия.

Разница между кристаллами и их противоположностями заключается в том, как располагаются их атомы в решетке. У первой группы молекулы имеют неопределенное расположение, а у второй — порядок соблюдается строго.

Аморфные тела и кристаллы можно отличить по прозрачности, так как первые не являются мутными при отсутствии примесей.

У аморфных тел расстояние между молекулами может меняться, так как оно не является фиксированным и регулярным. Кристаллические, наоборот, считаются более определенными в этом плане.

Видео по теме статьи

В видеоролике ниже представлены типы кристаллических решеток и свойства вещества.

Заключение

Знать о том, чем отличаются твердые кристаллические вещества от твердых аморфных полезно не только для общего понимания и уроков физики. Их свойства играют важную роль во многих процессах, оказывающих влияние на различные сферы жизни человека. Знания становятся полезными для строительной, медицинской, химической, технической, ювелирной и других видов промышленности.