Fyzika - skripta

1. Struktura a vlastnosti pevných látek

Pevné látky si zachovávají pevný tvar.

1. Struktura

1. Krystalické látky

Pravidelné uspořádání částic – dalekodosahové uspořádání.

Monokrystaly – v celém krystalu je zachováno pravidelné uspořádání částic, rozložení částic se periodicky opakuje (sůl – NaCl, křemen – SiO2, diamant), někdy jsou anizotropní.

Polykrystaly – z velkého počtu drobných krystalků (zrn), uvnitř zrna jsou částice uspořádány pravidelně, vzájemná poloha zrn je nahodilá (kovy, zeminy), většinou jsou izotropní (jejich vlastnosti jsou ve všech směrech stejné).

1. Amorfní látky

Periodické uspořádání částic je omezeno na vzdálenost asi 10–8 m – krátkodosahové uspořádání.

Většinou jsou izotropní (sklo, pryskyřice, vosk, asfalt, plasty)

1. Ideální krystalová mřížka

Krystaly, ve kterých jsou částice dokonale pravidelně rozložené, jsou ideální krystaly a mají ideální krystalovou mřížku.

Získáme ji opakovaným posouváním základní (elementární) buňky krystalu. Délka hrany základní krychle se nazývá mřížková konstanta (mřížkový parametr) a.

Kubická elementární buňka – prostá (částice jsou pouze v rozích krychle – ), plošně centrovaná (částice jsou v rozích a ve středech stěn – ), prostorově centrovaná (v rozích a uprostřed krychle – ).

1. Poruchy krystalické mřížky

Reálné krystaly mají ve své struktuře odchylky od pravidelného uspořádání – poruchy.

Vakance – v krystalové mřížce chybí jedna částice, příčinou může být tepelný kmitavý pohyb částic.

Intersticiální poloha – v mřížce je jedna částice navíc mimo bod pravidelné mřížky, souvisí s předchozí poruchou.

Příměsi – cizí částice vyskytující se v krystalu, buď nahrazuje vlastní částici mřížky nebo je v intersticiální poloze, ovlivňují vlastnosti látky (ocel, polovodiče).

1. Vazby v krystalech

Mezi částicemi působí vazebné síly. V reálných krystalech se většinou uplatňuje více typů vazeb.

Iontová – vzniká mezi atomem s malým počtem elektronů ve valenční slupce (jejich ztrátou se přemění na kladně nabitý ion se zcela zaplněnou valenční slupkou) a atomem, kterému se tento malý počet elektronů ve valenční slupce nedostává (jejich doplněním přejde na ion nabitý záporně) – NaCl. Iontově vázaná molekula může ve vodném roztoku opět disociovat a vytvořit elektrolyt. Krystaly vytvořené iontovou vazbou jsou tvrdé, mají vysokou teplotu tání, jsou však křehké a štěpné. Za běžných teplot jsou to izolanty, při vyšších teplotách jsou elektricky vodivé.

Vodíková – vodíkový můstek, spojuje např. H2O, je poměrně slabá.

Kovová – mřížka se skládá z kladných iontů, mezi nimiž se neuspořádaně pohybují elektrony. Mají velmi dobrou tepelnou i elektrickou vodivost, nejsou štěpné, jsou méně pevné a snadněji deformovatelné.