A szilárd anyagok típusai és azok kategorizálása

A tágabb értelemben a szilárd anyagokat kristályos vagy szilárd anyagként lehet besorolni amorf szilárd anyagok. Pontosabban, a tudósok általában hat fő típusú szilárd anyagot ismernek fel, amelyek mindegyikét sajátos tulajdonságok és szerkezetek jellemzik.

Ionos szilárd anyagok akkor képződnek, amikor az elektrosztatikus vonzás anionokat és kationokat képez kristályrács kialakulásához. Egy ionos kristály, az ionokat ellenkező töltésű ionok veszik körül. Az ionos kristályok rendkívül stabilak, mivel jelentős energiára van szükség az ionos kötések megszakításához.

A fématomok pozitív töltésű atommagjait valencia elektronok tartják össze, hogy fém szilárd anyagokat képezzenek. Az elektronokat akkor kell "delokalizáltnak" tekinteni, mert nem kapcsolódnak bizonyos atomokhoz, mint a kovalens kötéseknél. A delokalizált elektronok a szilárd anyag egész területén mozoghatnak. Ez a fém szilárd anyagok "elektron tengeri modellje" - a pozitív magok lebegnek a negatív elektronok tengerében. A fémeket magas hő- és hőhatás jellemzi

Példák: Szinte az összes fémek és ötvözeteik, például arany, sárgaréz, acél.

Az ilyen típusú szilárd anyagot egyszerűen csak hálózati szilárd anyagnak is nevezik. A hálózati atomi szilárd anyagok hatalmas kristályok, amelyek kovalens kötések által tartott atomokból állnak. Sok drágakövek hálózati atomszilárd anyagok.

Példák: gyémánt, ametiszt, rubin.

Atomi szilárd anyagok akkor alakulnak ki, amikor a gyenge londoni diszperziós erõk kötik a hideg nemes gázok atomjait.

Példák: Ezek a szilárd anyagok nem láthatók a mindennapi életben, mivel rendkívül alacsony hőmérsékletet igényelnek. Példa erre a szilárd kripton vagy a szilárd argon.

Kovalens molekulák az intermolekuláris erőkkel együtt tartva molekuláris szilárd anyagokat képeznek. Míg az intermolekuláris erők elég erősek ahhoz, hogy a molekulákat a helyükön tartsák, a molekuláris szilárd anyagoknak jellemzően vannak alacsonyabb olvadási és forráspontú, mint a fémes, ionos vagy hálózati atomszilárd anyagoknál, amelyeket erősebbek tartanak együtt kötvények.

Példa: Vízjég.

Az összes többi szilárd anyagtól eltérően az amorf szilárd anyagok nem mutatnak kristályszerkezetet. Az ilyen típusú szilárd anyagot szabálytalan kötési mintázat jellemzi. Az amorf szilárd anyagok lágyak és gumiszerűek lehetnek, ha hosszú molekulákból állnak, összefonódnak és az intermolekuláris erők tartják őket. Az üveges szilárd anyagok kemények és törékenyek, kovalens kötésekkel szabálytalanul összekapcsolt atomok képezik őket.

Példák: műanyag, üveg.