2. ČVRSTO STANJE MATERIJE
Tela koja se nalaze u ovom agregatnom stanju imaju stalan oblik i zapreminu. Atomi i
molekuli čvrstih tela osciluju oko tačno određenih ravnotežnih položaja. Energija uzajamnog
delovanja čestica mnogo su veće od srednje energije njihovog toplotnog kretanja.
Tela u čvrstom stanju mogu biti kristalna i amorfna. U kristalnim telima atomi su
pravilno raspoređeni u prostoru i samo osciluju oko ravnotežnih položaja. U amorfnim telima
čestice isto osciluju oko ravnotežnih položaja, ali je njihov prostorni raspored neuređen.
Slika 1.
Čvrsto stanje materije (kocka leda)
Postoje dva oblika čvrstog stanja materije:
Kristalno i
Amorfno
2.1. Kristalno stanje čvrste materije
Kristalno stanje se smatra pravim čvrstim stanjem jer u prirodi većina čvrstih supstanci
ima kristalnu strukturu. Kod kristalnog stanja čestice su na malim rastojanjima, za razliku od
gasovitog gde su molekuli na velikim rastojanjima i interaguju tek u trenutku sudara. U
kristalnom stanju je dominantan uticaj njihovih međusobnih sila, sto rezultira minimalnom
količinom energije po čestici.
Čestice koje izgrađuju kristal mogu biti: atomi, atomske grupe, molekuli ili joni i
pravilno i periodično su raspoređene u prostoru tako da obrazuju trodimenzionalnu rešetku koja
se zove rešetka kristala ili kristalna rešetka.
Veze koje se javlјaju između izgrađivačkih čestica u kristalu su:
Kovalentne;
Jonske;
Vodonične;
Metalne i
Van der Valsove.
2.2. Struktura kristala
Kristalna struktura je karakteristika čvrstih tela, koja je određena pravilnom strukturom
čestica od kojih je telo građeno. Ovakva čvrsta tela čiji su atomi ili atomske grupe pravilno
prostorno raspoređene nazivamo kristalima.
Kristali mogu biti veoma malo, da se ne mogu videti golim okom ili veći kristali koji se
jasno vide. Strukturne čestice koje izgrađuju kristal nazivaju se strukturne jedinice ili elementi i
mogu biti: atomi, atomske grupe, molekuli ili joni. Raspoređeni su u čvorovima kristalne rešetke
i grade određenu geometrijsku konfiguraciju. Najjednostavniji raspored jediničnih ćelija u
kristalu je geometrijska struktura osnovna kubična (kocka) gde su sve ivice i svi uglovi isti.
Jedinice kristala koje sadrži najmanji mogući broj strukturnih jedinica ili elementa naziva se
jedinična ili elementarna ćelija kristala. Ona predstavlјa osnovni paralelopiped određen sa tri
vektora (a,b,c). Pravilnosti prostorne raspoređenosti atoma se izražavaju i kod eksternih osobina
kristala, npr. kod kristala natrijum hlorida (kuhinjske soli). Vidlјivo je da svaki kristal natrijum
hlorida predstavlјa gotovo savršenu kocku. U ovom slučaju se ta pravilnost proteže na veliki
deo, odnosno na celi komad ispitivanog materijala, pa se ta osobona naziva
makrokristalnošću
, a
materijal - monokristal. U protivnom slučaju tj. kada se pravilnost proteže na malu oblast
materijala, tada kristalnost postoju u malim razmerama pa se osobina naziva
polikristalnošću
, a
materijal - polikristal. Kristalna struktura daje čvrstim materijalima veću mehaničku čvrstinu,
dok sa druge strane nepravilna (amorfna) struktura utiče na žilavost. Proces promene agregatnog
stanja supstance, iz tečnog u čvrsto, pri čemu dolazi do formiranja kristala koji imaju pravilnu
strukturu se naziva kristalizacija.
Slika 2.
Kristalna struktura Natrijum-Hlorida.
1
Slika 3. Prosta rešetka
2
1
Štajner, D., Kervešan, S., (2014), Hemija, poljoprivredni fakultet, Novi Sad, 25 str;
2
Isto, 26 str.
