Sử giống nhau giữa chất rắn đơn tinh thể và đa tinh thể
|
Câu hỏi: So sánh chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình. Show Lời giải:
Cùng Top lời giải ôn lại kiến thức liên quan nhé!!! 1.Chất rắn kết tinhCó dạng hình học, có cấu trúc tinh thể. a) Cấu trúc tinh thể Cấu trúc tinh thể là cấu trúc tạo bởi các hạt liên kết chặt chẽ với nhau bằng những lực tương tác và sắp xếp theo một trật tự hình học không gian xác định gọi là mạng tinh thể, trong đó mỗi hạt luôn dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó. b) Các đặc tính của chất rắn kết tinh - Các chất rắn kết tinh được cấu tạo từ cùng một loại hạt nhưng cấu trúc tinh thể không giống nhau thì những tính chất vật lí của chúng cũng rất khác nhau. - Mỗi chất rắn kết tinh ứng với mỗi cấu trúc tinh thể có một nhiệt độ nóng chảy xác định không đổi ở mỗi áp suất cho trước.
- Chất rắn kết tinh có thể là chất đơn tinh thể hoặc chất đa tinh thể.
c) Ứng dụng của các chất rắn kết tinh - Các đơn tinh thể silic và gemani được dùng làm các linh kiện bán dẫn. - Kim cương rất cứng nên được dùng làm mũi khoan, dao cắt kính, đá mài, đồ trang sức... Kim loại và hợp kim được dùng phổ biến trong các ngành công nghệ khác nhau (luyện kim, điện tử, đóng tàu, sản xuất đồ gia dụng...)
2. Chất rắn vô định hình.- Chất rắn vô định hình là các chất không có cấu trúc tinh thể , do đó chúng không có dạng hình học xác định. - Các chất rắn vô định hình có tính đẳng hướng và không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Khi bị nung nóng, chúng mềm dần và chuyển sang thể lỏng. - Lưu ý : Một số chất rắn như đường, lưu huỳnh, … có thể tồn tại ở dạng tinh thể hoặc vô định hình. - Các chất vô định hình như thuỷ tinh, các loại nhựa, cao su, … được dùng phổ biến trong nhiều ngành công nghệ khác nhau, do có nhiều đặc tính rất quý ( dễ tạo hình, không bị gỉ… ) 3. Bài tậpCâu 1:Tại sao kim cương và than chì đều được cấu tạo từ các nguyên tử cacbon, nhưng chúng lại có các tính chất vật lí khác nhau? Lời giải Kim cương và than chì được cấu tạo bởi cùng một loại hạt từ cacbon nhưng vì chúng có cấu trúc tinh thể khác nhau nên tính chất của chúng rất khác nhau. Ví dụ: than chì mềm và dẫn điện, còn kim cương rất rắn và cách điện. Câu 2:Đặc điểm và tính chất nào dưới đây liên quan đến chất rắn vô định hình? A. Có dạng hình học xác định. B. Có cấu trúc tinh thể. C. Có tính dị hướng. D. Không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Lời giải Chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định. ⇒ Đáp án D đúng. Câu 3:Tính chất chỉ có ở chất rắn đơn tinh thể là A. có nhiệt độ nóng chảy không xác định. B. có nhiệt độ nóng chảy xác định. C. tính dị hướng. D. có cấu trúc tinh thể. Lời giải Chọn C. Các vật rắn đơn tinh thể có tính dị hướng, tức là các tính chất vật lí của chúng (độ bền, độ nở dài, độ dẫn nhiệt,...) thay đổi theo các hướng khác nhau. Còn các vật rắn đa tinh thể có tính đẳng hướng, tức là các tính chất vật lí của chúng theo mọi hướng đều giống nhau. Câu 4:Vật nào sau đây không có cấu trúc tinh thể? A. Hạt muối. B. Chiếc cốc làm bằng thủy tinh. C. Viên kim cương. D. Miếng thạch anh. Lời giải Chọn B Thủy tinh là một chất rắn vô định hình đồng nhất, có gốc silicát, thường được pha trộn thêm các tạp chất để có tính chất theo ý muốn. Trong vật lý học, các chất rắn vô định hình thông thường được sản xuất khi một chất lỏng đủ độ nhớt bị làm lạnh rất nhanh, vì thế không có đủ thời gian để các mắt lưới tinh thể thông thường có thể tạo thành. Thủy tinh cũng được sản xuất như vậy từ gốc silicát. Câu hỏi: So sánh chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình Trả lời: Giống nhau:Chất rắn đa tinh thể và chất rắn vô định hình đều có tính đẳng hướng Khác nhau: Bảng so sánh chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình Chất rắn kết tinh có nhiều điều đặc biệt thu hút sự tò mò của bao người. Hãy cùng Toploigiai đi sâu tìm hiểu điều này trong phần này nhé! Những điều cần biết về chất rắn kết tinh1. Cấu trúc tinh thể chất rắn kết tinh Muối ăn (NaCl) là điển hình của chất rắn kết tinh. Khi quan sát qua kính hiển vi ta thấy chúng được cấu tạo từ nhiều hạt nhỏ. Chúng có dạng khối lập phương xếp chồng khít lên nhau. Đặc biệt đối xứng theo quy luật. Đây là một ví dụ điển hình của cấu trúc tinh thể. NaCl là điển hình của chất rắn kết tinhMỗi chất rắn có cấu trúc tinh thể không giống nhau và đặc trưng, chẳng hạn: - Tinh thể thạch anh, công thức hóa học SiO2 dạng khối lăng trụ 6 mặt. - Tinh hể canxit – canxi cacbônat có dạng đặc trưng của khối trụ xiên Trong đó, kích thước tinh thể phụ thuộc nhiều vào điều kiện hình thành. Cấu trúc tinh thể kim cương – Đặc trưng chất rắn kết tinh Ứng dụng tia X vào nghiên cứu dã giúp phát hiện được nhiều điều mới lạ về tinh thể. Theo đó, chúng được được cấu tạo từ các vi hạt (nguyên tử, phân tử, ion). Các hạt này liên kết bền chặt với nhau. Đặc biệt được sắp xếp theo một trật tự nhất định trong không gian. Các hạt sẽ xoay quanh một vị trí cân bằng nhất định. Phân tích về cấu trúc tinh thể muối ăn, nhận thấy: - Hình dạng lập phương gồm 2 loại ion. -Khoảng cách ion 0,563nm. Theo đó, chất rắn có cấu trúc tinh thể gọi là chất rắn kết tinh. Kích thước tinh thể tỷ lệ thuận với quá trình hình thành tinh thể đó. Chẳng hạn tốc độ kết tinh càng chậm thì kích thước càng nhỏ. 2. Các đặc tính quan trọng của chất rắn kết tinh -Các chất rắn kết tinh được cấu tạo từ cùng một loại hạt cụ thể. Nhưng cấu trúc tinh thể không giống nhau sẽ quyết định đến tính chất vật lí của chúng. -Chất rắn kết tinh ứng với mỗi cấu trúc tinh thể nhất định có một nhiệt độ nóng chảy xác định. Đặc biệt, không đổi ở mỗi áp suất cho trước. Ví dụ: Ở áp suất khí quyển, nước đá có nhiệt độ nóng chảy ở 0o C. Trong đó, Thiếc nóng chảy ở 232oC còn sắt nóng chảy ở mức nhiệt là 152 độ C,… -Vật rắn đơn tinh thể hiện được cấu tạo từ một tinh thể hoặc nhiều tinh thể nhỏ. Chúng được liên kết theo một trật tự xác định. Ví dụ như hạt muối, miếng thạch anh, viên kim cương,… là vật rắn đơn tinh thể. -Vật rắn đa tinh thể sẽ được cấu tạo từ nhiều tinh thể nhỏ. Chúng liên kết hỗn độn không theo trật tự. Hiện nay, hầu hết các kim loại (sắt, nhôm, đồng,…) là vật rắn đa tinh thể. -Vật rắn đơn tinh thể được đặc trưng bởi tính dị hướng. Điển hình là các tính chất vật lí của chúng (độ bền, độ nở dài, độ dẫn nhiệt,…) phụ thuộc theo các hướng khác nhau. Ngược lại các vật rắn đa tinh thể có tính đẳng hướng. Tính chất vật lý ở các hướng khác nhau là như nhau. -Tính chất tinh thể có thể sai lệch ít nhiều phụ thuộc vào độ dị tật của chúng. Túc là độ sai hỏng so với một cấu trúc vật lý lý tưởng. *Ví dụ điển hình về độ bền của kim loại giảm hàng nghìn lần khi mạng tinh thể có những sai hỏng. Đối với Ge hoặc Si, độ dẫn điện có thể sai lệch khi cho thêm một chút tạp chất ngoại lai. 3. Chất rắn kết tinh có ứng dụng như thế nào? Các ví dụ điển hình nhất về ứng dụng của chất rắn kết tinh gồm có: -Kim cương có nhiều ứng dụng như dùng làm mũi khoan, dao cắt kính hoặc làm đồ trang sức. Đặc biệt có giá trị kinh tế rất lớn. Chúng ứng dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau từ thời trang đến sản xuất. -Các đơn tinh thể silic (Si) và gemani (Ge) được ứng dụng làm các linh kiện bán dẫn. Hoặc các mạch vi điện tử, các bộ nhớ của máy tính . . . -Các kim loại và hợp kim được dùng phổ biến trong ngành công nghệ luyện kim và chế tạo máy. Chúng cúng được ứng dụng trong kĩ thuật xây dựng, cầu đường và sản xuất vật dụng gia đình. Những điều cần biết về chất rắn vô định hìnhNgược lại với chất rắn kết tinh là chất rắn vô định hình. Chúng có cấu trúc tinh thể không có hình dạng xác định. Ví dụ, thủy tinh, các chất dẻo và nhựa đường là những điển hình cụ thể của chất rắn vô định hình. 1. Đặc điểm của chất rắn vô định hình - Tính đẳng hướng: Tính chất không quyết định theo phương hướng. - Không có nhiệt độ nóng chảy xác định, phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Lưu ý: Một số vật rắn như S, thạch anh hoặc đường, chúng có 2 dạng. Bao gồm cả tinh thể và cả chất rắn vô định hình. Chẳng hạn như, lưu huỳnh khi nóng chảy được đổ vào nước lạnh sẽ nguội lại. Từ đó, chuyển sang dạng dẻo vô định hình. Tức là chuyển từ chất rắn kết tinh sang cấu trúc vô định hình. 2. Ứng dụng của chất rắn vô định hình là gì? Chất rắn vô định hình có nhiều ứng dụng quan trọng. Chẳng hạn thủy tinh có thể dùng làm gương, thấu kính hoặc lăng kinh. Được ứng dụng trong đời sống và nghiên cứu khoa học. Ngoài ra, chất polime hoặc các loại nhựa, thủy tinh… được làm vật liệu gia đình: chậu, bàn chải, rổ, rá… Từ đó được thay thế các nguyên liệu như sắt, nhôm. Không chỉ giảm giá thành mà còn tăng độ bền cho sản phẩm.
|
