Պինդ մարմին

Պինդ մարմինը նյութի հիմնական վիճակներից մեկն է: Պինդ մարմնի հատկանիշներն են կառուցվածքային պնդությունը և ձևի ու ծավալի փոփոխման դեմ դիմակայությունը: Ի տարբերություն հեղուկի, պինդ մարմինը չի հոսում՝ իր պարունակող անոթի ձևը ընդունելու համար, և ի տարբերություն գազի, այն չի ընդանրձակվում բոլոր կարելի ծավալը լցնելու համար: Պինդ մարմնի ատոմները ամուր կապված են իրար, լինի դա կանոնավոր երկրաչափական ցանցով (բյուրեղային պինդ մարմիններ, որոնք ընդգրկում են մետաղները և հասարակ ջրի սառույցը) թե անկանոն կերպով (անձև պինդ մարմին ինչպես հասարակ պատուհանի ապակի):

Ֆիզիկայի այն ճյուղը, որն ուսումնասիրում է պինդ մարմինները կոչվում է պինդ մարմնի ֆիզիկա (սոլիդ-սթեյթ ֆիզիկա), որն իր հերթին սեղմ նյութի ֆիզիկայի հիմնական մասնաճյուղն է (որը նաև ընդգրկում է հեղուկները): Նյութագիտությունը նախնականորեն վերաբերվում է պինդ մարմինների ֆիզիկական և քիմիական հատկություններին: Պինդ մարմնի քիմիան հատկապես վերաբերվում է նոր նյութերի սինթեզին, ինչպես նաև ճանաչման և քիմիական կառուցվածքի գիտության:

Մանրադիտակային նկարագություն

Պինդ մարմնի կազմող ատոմները, մոլեկուլները կամ իոնները կարելի է կանոնավոր կրկնվող օրինակով կամ անկանոն դասավորված լինեն: Այն նյութերը, որոնց բաղադրիչները կանոնավոր օրինակով են դասավորված կոչվում են բյուրեղներ: Որոշ պարագաներում, այդ կանոնավոր դասավորումը կարող է առանց խանգարումի երկար տարածքում շարունակվել, օրինակ՝ ադամանդները, որոնք միայնակ բյուրեղից են կազմված: Պինդ մարմինները որոնք բավականին մեծ են տեսնելու և դիպչելու համար հազվադեպ են միայնակ բյուրեղից կազմված լինում, այլ միայնակ բյուրեղների մի մեծ քանակից, որոնք կրիստալիտ (crystallite) են կոչվում, և որոնց չափը կարող է լինել մի քանի նանոմետրից մինչ քանի մետր: Այս նյութերը կոչվում են պոլիբյուրեղ (պոլիկրիստալ): Մոտավորապես բոլոր հասարակ մետաղները և շատ կերամիկաները պոլիբյուրեղ են:

Ուրիշ նյութերում, ատոմների մեջ ոչ մի երկար շարունակվող կարգ չկա: Այս պինդ մարմինները կոչվում են անձև (ամորֆ) պինդ մարմիններ, որոնց օրինակներից են պոլիստիրոլը և ապակին: Պինդ մարմնի բյուրեղ կամ ամորֆ լինելը կապված է նյութին և այն պայմաններին, որում այդ պինդ մարմինը կազմվել է: Դանդաղ սառեցմամբ կազմված պինդ մարմինները հակված են բյուրեղ լինելու, իսկ արագ սառեցմամբ կազմված պինդ մարմինները ավելի հավանական է ամորֆ լինեն: Նաև, բյուրեղյա մարմնի առանձնահատուկ բյուրեղային կառուցվածքն է կապված նյութին և կազմվելու ձևին:

Որոշ հասարակ իրեր, ինչպիսին են սառույցը կամ մետաղադրամը, ծայրեծայր քիմիականորեն նույնատեսակ են, իսկ շատ ուրիշները պարունակում են մի շարք տարբեր նյութեր՝ սեղմված իրար կողքի: Օրինակ՝ մի տիպիկ քար տարբեր շատ միներալների և միներալոյդների հավաքածոն է, առանց որևէ հատուկ քիմիական բաղադրության: Փայտը բնական օրգանական նյութ է, որը բաղկացած է նախնականապես օրգանական լիգնինի մատրիցում տեղավորված բջջանյութի (զելյուլոզայի) մանրաթելերից:

Պինդ մարմինների դասեր

Պինդ մարմնի ատոմների միջև ուժերը կարող են տարբեր ձևեր ստանալ: Օրինակ՝ նատրիումի քլորիդի (հասարակ աղի) բյուրեղը կազմված է իոնային նատրիումից և քլորից, որոնք իրար են միացված իոնային կապերի միջոցով: Ադամանդում կամ սիլիցիումում, ատոմները համատեղ են դնում ինենց էլեկտրոնները և ձևակերպում կովալենտ կապեր: Մետաղներում, էլեկտրոնները համատեղացվում են մետաղային կապով: Որոշ պինդ մարմիններ, հատկապես շատ օրգանական բաղադրություններ, իրար են միացած վան դեր Վաալս ուժերով, որոնք ամեն մոլեկուլի վրայի լիցքի ամոպի բևեռացումի արդյունքն է: Պինդ մարմինների տեսակների միջև տարբերությունները իրենց ներքին կապերի արդյունքն է:

• Մետաղներ
• Հանքաքարեր (միներալներ)
• Կերամիկաներ
• Ապակե կերամիկաներ
• Օրգանական պինդ մարմիններ
• Փայտ
• Պոլիմերներ
• Կոմպոզիտ նյութեր
• Կիսահաղորդիչներ
• Նանոնյութեր
• Կենսանյութեր

Աղբյուրներ

Թարգմանվել է անգլերենՎիքիպեդիայից