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過冷液體和無定型固體


化學(xué)家 / 2018-06-07

    許多液體可以在開始結(jié)晶之前把溫度降到低于它們的凝固點(diǎn)。一種液體如在低于它的凝固點(diǎn)的溫度下仍存在,則把此液體叫做過冷液體。一種過冷液體是處于介穩(wěn)狀態(tài)的,即它不不是與它它的固體處于平衡之中。機(jī)械擾動例如猛烈攪拌或引入該物物質(zhì)的籽晶,往往可以提供有秩序的結(jié)構(gòu)使緩慢運(yùn)動的分子能夠依附上去而引發(fā)結(jié)晶作用。

    液體材料如熔化的玻璃,含有大的和笨重的顆粒,它們不容易運(yùn)動到正規(guī)晶格的位置上去,往往顯有很大的過冷傾向。當(dāng)溫度降低時(shí),組成該物質(zhì)的大的和不規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元使過冷液體越來越不容易流動,最后成為堅(jiān)實(shí)的固體。這樣的物質(zhì)往往叫做無定形固體或玻璃體。真固體在結(jié)構(gòu)上是晶狀的,它們的結(jié)構(gòu)單元具有確定的內(nèi)部有序排列,它們有確定的熔點(diǎn),并對加壓下變形有抗拒作用。在另一方面,無定形的固體完全缺乏確定的內(nèi)部結(jié)構(gòu),它們不熔化而是軟化,加熱時(shí)粘性變?。▓D11-15)。它們是真正的過冷液體。雖然常用用無定形固體這個(gè)詞詞,但嚴(yán)格地說不是完全正確的。

    晶狀固體如NaC1和NaC1O3在受熱時(shí)有明確的熔點(diǎn),因?yàn)?/span>把離子結(jié)合在一起的力都有同樣的強(qiáng)度,因此所有的離子會同時(shí)

斷開而分離。玻璃體的逐漸軟化現(xiàn)象同晶狀固體之有明確熔點(diǎn)是相對立的,因?yàn)榻M成原子在結(jié)構(gòu)上不一致。給玻璃體加熱時(shí),最弱的鍵先斷裂,而當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí),較強(qiáng)的鍵才斷裂裂。這就使得隨著溫度的升高,結(jié)構(gòu)單元的大小逐漸變小和流動性相應(yīng)地得到增加。

 


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