Tổng Quan Chất Rắn Vô định Hình Và Chất Rắn Kết Tinh Từ A – Z

Trong bài viết này, bạn sẽ được cung cấp các kiến thức quan trọng về chất rắn vô định hình và chất rắn kết tinh. Cụ thể như cấu trúc, đặc tính và ứng dụng trong đời sống. Qua đó, biết cách phân biệt giữa hai loại chất rắn đặc trưng này. Cùng Thủy Tinh Hải Âu tìm hiểu ngay nhé!

Mục chính bài viết

• 1. Chất rắn là gì?
• 2. Những điều cần biết về chất rắn kết tinh
  • 2.1 Cấu trúc tinh thể chất rắn kết tinh
  • 2.2 Các đặc tính quan trọng của chất rắn kết tinh
  • 2.3 Chất rắn kết tinh có ứng dụng như thế nào?
• 3. Những điều cần biết về chất rắn vô định hình
  • 3.1 Đặc tính của chất rắn vô định hình
  • 3.2 Chất rắn vô định hình có ứng dụng như thế nào?

1. Chất rắn là gì?

Chất rắn là một trạng thái của vật chất, ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cố định, chất rắn có thể giữ nguyên được thể tích riêng và hình dạng xác định. Theo đó, chất rắn được chia thành hai loại: chất rắn vô định hình và chất rắn kết tinh. 

2. Những điều cần biết về chất rắn kết tinh

Đối với chất rắn kết tinh, chúng có rất nhiều điều đặc biệt thu hút sự tò mò của bao người. Hãy cùng đi sâu vào tìm hiểu trong phần nội dung sau nhé. 

2.1 Cấu trúc tinh thể chất rắn kết tinh

Muối ăn chính là cấu trúc điển hình của chất rắn kết tinh. Khi quan sát qua kính hiển vi, ta sẽ thấy chúng được cấu tạo từ nhiều hạt nhỏ, có dạng khối lập phương xếp chồng lên nhau. Đặc biệt đối xứng theo quy luật. Dưới đây là một ví dụ điển hình của cấu trúc tinh thể.

Mỗi chất rắn đều có một cấu trúc tinh thể không giống nhau, chẳng hạn như:

– Tinh thể thạch anh: Công thức hóa học sẽ là SiO2 dạng khối lăng trụ 6 mặt.

– Tinh thể canxit – canxi cacbonat: Sẽ có ở dạng đặc trưng của khối trụ xiên

Trong đó, kích thước của tinh thể còn phụ thuộc nhiều vào điều kiện hình thành. Và việc ứng dụng tia X vào nghiên cứu đã 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 và ion. Các hạt này liên kết bền chặt với nhau, đặc biệt được sắp xếp theo một trật tự nhất định trong không gian và xoay quanh một vị trí cân bằng nhất định.

Phân tích về cấu trúc tinh thể muối ăn, ta nhận thấy:

– Hình dáng lập phương bao gồm 2 loại ion.

– Khoảng cách ion là 0,563nm.

Ngoài ra, kích thước tinh thể cũng tỉ lệ thuận với quá trình hình thành tinh thể đó. Ví dụ như tốc độ kết tinh càng chậm thì kích thước sẽ càng nhỏ.

>>> Đọc thêm: Thủy tinh lỏng là gì? 

2.2 Các đặc tính quan trọng của chất rắn kết tinh

– Hầu hết chất rắn kết tinh đều được cấu tạo từ cùng một loại hạt cụ thể. Nhưng các 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 sẽ 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 sẽ có nhiệt độ nóng chảy ở 0 độ C, thiếc nóng chảy ở 232 độ C, còn sắt nóng chảy ở mức nhiệt là 150 độ C.

– Vật rắn đơn tinh thể được cấu thành từ nhiều tinh thể nhỏ hoặc một tinh thể. Chúng được liên kết theo một trật tự xác định như hạt muối, viên kim cương, miếng thạch anh,… là vật rắn đơn tinh thể.

Vật rắn đơn tinh thể được cấu thành bởi tính dị hướng. Điển hình là các tính chất vật lí của chúng (độ nở dài, độ bền, độ dẫn nhiệt,…) phụ thuộc vào các hướng khác nhau. 

Vật rắn đa tinh thể sẽ được cấu tạo từ nhiều tinh thể nhỏ. Chúng liên kết hỗn độn không theo một trật tự nào cả. Hiện nay, hầu hết các kim loại như sắt, nhôm, đồng,… đều là vật rắn đa tinh thể. 

 – Trong tinh thể thực thường có những sai hỏng so với cấu trúc lý tưởng, nên tính chất của các vật rắn tinh thể thường bị thay đổi rất nhiều. Ví dụ điển hình về độ bền của kim loại đó  là giảm hàng nghìn lần khi mạng tinh thể có những hư hỏng. Đối với Silic hoặc Gecmani, độ dẫn điện có thể sai lệch khi cho thêm khoảng 0,1% tạp chất vào mạng tinh thể của chúng.

2.3 Chất rắn kết tinh có ứng dụng như thế nào?

Kim cương là chất rắn vô định hình

Chất rắn vô định hình và chất rắn kết tinh đều phổ biến trong cuộc sống. Trong khuôn khổ nội dung phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu các ứng dụng điển hình nhất của chất rắn kết tinh gồm có:

– Kim cương rất kính nên thường được dùng làm mũi khoan, dao cắt kính hoặc làm đồ trang sức. Đặc biệt có giá trị kinh tế rất lớn. Chúng được ứng dụng rất phổ biến trong nhiều ngành nghề khác nhau từ sản xuất cho đến thời trang..

– Các đơn tinh thể Silic và Gecmani 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 ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghệ luyện kim và chế tạo máy. Chúng cũng được ứng dụng trong kỹ thuật xây dựng và sản xuất vật dụng gia đình. 

3. Những điều cần biết về chất rắn vô định hình

Trái với chất rắn kết tinh là chất rắn vô định hình. Chúng không có hình dạng cấu trúc tinh thể xác định. Ví dụ như thủy tinh, nhựa đường và các chất dẻo là những điển hình cụ thể của chất rắn vô định hình. 

3.1 Đặc tính của chất rắn vô định hình

Mỗi vật liệu đều có những đặc tính nhất định, vật đặc tính của chất rắn vô định hình là gì?

– Tính đẳng hướng là tính chất của chất rắn có cùng tính chất, cấu trúc dù ở bất kỳ phương hướng nào. 

– Không có nhiệt độ nóng chảy xác định và phụ thuộc vào nhiều yếu tố.

Lưu ý: Một số vật rắn như 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. Nghĩa là chuyển từ chất rắn kết tinh sang cấu trúc vô định hình.

3.2 Chất rắn vô định hình có ứng dụng như thế nào?

Chất rắn vô định hình có rất nhiều ứng dụng quan trọng. Chẳng hạn như thủy tinh có thể dùng làm gương, thấu kính hoặc lăng kinh. Được sử dụng trong đời sống và nghiên cứu khoa học. Trong đó phải kể đến là thủy tinh hữu cơ, nguyên liệu quan trọng để làm ra nhiều đồ gia dụng như chậu, rổ, bàn chải,… Nhờ đó mà có thể thay thế được các nguyên liệu như sắt, nhôm. Không chỉ giảm giá thành mà còn tăng độ bền cho sản phẩm. 

Trên đây là những kiến thức quan trọng liên quan đến chất rắn vô định hình và chất rắn kết tinh. Thủy Tinh Hải Âu tin rằng bạn đã biết cách phân biệt giữa hai loại cấu trúc chất rắn quan trọng này. Nếu bạn còn gì thắc mắc, đừng ngần ngại bình luận bên dưới để được giải đáp kỹ hơn nhé.