วิกิพีเดีย

ผลต่างระหว่างรุ่นของ "ของแข็ง"

เรียกดูประวัติแบบโต้ตอบ
← การแก้ไขก่อนหน้าการแก้ไขถัดไป →
เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม
เห็นภาพข้อความวิกิ
Zeenxxi (คุย | ส่วนร่วม)
การแก้ไข 2 ครั้ง
ไม่มีความย่อการแก้ไข
ย้อนกลับไปรุ่นที่ 5973677 โดย Boom1221ด้วยสจห.
บรรทัด 15:
 
{{โครงฟิสิกส์}}
==ประเภทของของแข็ง==
ของแข็งมีแรงระหว่างอะตอมที่สามารถทำให้เกิดของแข็งหลายรูปแบบ เช่น ผลึกของโซเดียมคลอไรด์(เกลือทั่วไป) ซึ่งประกอบด้วยโซเดียมไอออนและคลอรีนจับรวมกันโดยพันธะไอออนิก ส่วนเพชรหรือซิลิคอนใช้อิเล็กตรอนร่วมกันเป็นพันธะโคเวเลนต์ในโลหะ ของแข็งบางชนิดโดยเฉพาะสารอินทรีย์จะถูกยึดโมเลกุลเข้าด้วยกันด้วยแรงเวนเดอร์วาลส์ที่เกิดจากการโพลาไรเซชัน ทำให้ของแข็งที่ได้มีความแตกต่างกัน ได้แก่
=== 1.ของแข็งอสันฐาน(Amorphous solid)===
การจัดเรียงอนุภาคภายในไม่เป็นระเบียบ มีรูปร่างไม่แน่นอน เมื่อแตกหักจะได้ชิ้นส่วนที่ไม่เป็นทรงเรขาคณิต หรือเมื่อได้รับความร้อนปริมาณมากพอจะค่อย ๆ อ่อนตัวกลายเป็นของเหลวและไหลได้ ของแข็งประเภทนี้ส่วนใหญ่ไม่สามารถหาจุดหลอมเหลวที่แน่นอนได้<ref>http://www.promma.ac.th/main/chemistry/solid_liquid_gas/amorphous.htm</ref>
=== 2.ของแข็งที่เป็นผลึก(Crystalline solid)===
มีการจัดเรียงอนุภาคอย่างเป็นระเบียบ มีเหลี่ยม มีมุม
 
 
==สมบัติของของแข็ง==
 
โดยทั่วไปของแข็งมีคุณสมบัติดังนี้
 
1. ปริมาตรคงที่ไม่ขึ้นอยู่กับขนาดภาชนะที่บรรจุ
 
2. มีรูปร่างคงที่ไม่เปลี่ยนแปลงตามรูปร่างของภาชนะ
 
3. มีอนุภาคอยู่ชิดติดกันอย่างมีระเบียบ
 
4. สามารถระเหิดได้
 
โมเลกุลของสารในสถานะของแข็งจะอยู่ชิดกันมาก ของแข็งจึงมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลสูงกว่าในสถานะของเหลว ทำให้ของแข็งมีรูปร่างและปริมาตรแน่นอน ไม่เปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ โมเลกุลของของแข็งเคลื่อนที่ไม่ได้ แตก็มีการสั่นสะเทือนอยู่ตลอดเวลา
 
=====การเปลี่ยนสถานะของของแข็ง=====
1. การหลอมเหลว (melting) คือ กระบวนการที่ของแข็งเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวที่อุณหภูมิหนึ่งขณะที่ของแข็งหลอมเหลวอุณหภูมิจะคงที่เรียกว่า จุดหลอมเหลวของแข็งบริสุทธิ์ต่างชนิดกันมีจุดหลอมเหลวต่างกันเพราะของแข็งแต่ละชนิดมีแรงยึดเหนี่ยวแตกต่างกันและจุดหลอมเหลวเป็นสมบัติเฉพาะตัวของสารที่เป็นของแข็ง
 
2. การระเหิด (sublimation) คือ กระบวนการที่ของแข็งเปลี่ยนสถานะเป็นไอ โดยไม่ต้องเปลี่ยนเป็นของเหลวก่อน ส่วนมากของแข็งที่ระเหิดได้เป็นของแข็งที่อนุภาคมีแรงยึดเหนี่ยวกันน้อยเช่นลูกเหม็น (แนพทาลีน) การบูร ไอโอดีน น้ำแข็งแห้ง(co2(s))
 
=====ปัจัยที่มีผลต่อการระเหิดของของแข็ง=====
1. อุณหภูมิ ณ อุณหภูมิสูงของแข็งระเหิดได้มากกว่าที่อุณหภูมิต่ำ
 
2. พื้นที่ผิวของของแข็ง ของแข็งที่มีพื้นที่ผิวหน้ามากจะเหิดได้ดีกว่า ของแข็งที่มีพื้นที่ผิวหน้าน้อย
 
3. แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค ของแข็งใดมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อยจะระเหิดได้จ่าย แต่ถ้ามีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคมากขึ้นจะระเหิดได้ช้า<ref>http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/286/2/3/gas/gas/data1.htm</ref><ref>https://biwba.wordpress.com/%E0%B9%80%E0%B8%81%E0%B8%B5%E0%B9%88%E0%B8%A2%E0%B8%A7%E0%B8%81%E0%B8%B1%E0%B8%9A/%E0%B8%AB%E0%B8%99%E0%B9%88%E0%B8%A7%E0%B8%A2%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B9%80%E0%B8%A3%E0%B8%B5%E0%B8%A2%E0%B8%99%E0%B8%A3%E0%B8%B9%E0%B9%89/</ref>
 
==การจัดเรียงอนุภาคของของแข็ง==
 
ธาตุต่างๆ บางชนิดในธรรมชาติจะมีการจัดเรียงตัวของอะตอมในรูปของโมเลกุลได้หลายรูปแบบ เราเรียกว่าอัญรูป (allotrope) ของธาตุเช่นกำมะถันมีโครงสร้างผลึกเป็นรอมบิก(rhombic) และมอนอคลินิก(monoclinic)การที่สารสามารถเปลี่ยนโครงสร้างจากแบบหนึ่งไปอีกแบบหนึ่งได้ภายใต้ภาวะอุณหภูมิ และความดันค่าหนึ่ง เราเรียกอุณหภูมินี้ว่า จุดแทรนซิชัน (transition point) สามารถแบ่งตามลักษณะการจัดเรียงอนุภาคขอฃสารได้ 2 ชนิด
 
==== 1.ของแข็งที่มีลักษณะเป็นผลึก (crystalline solid) ====
1.1 โครงสร้างผลึก (crystal structure) ของวัสดุ เรามักจะนึกถึงอะตอมหรือไอออนในรูปของทรงกลมที่จัดเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบในระบบโครงข่ายสามมิติ หรือที่เรียกว่า แลตทิซ (lattice) จุดตัดบนโครงข่ายสามมิตินี้เรียกว่า จุดแลตทิซ (lattice point) ซึ่งแสดงถึงอะตอมของในโครงข่าย แต่ละส่วนย่อยที่จัดเรียงตัวซ้ำๆกันในแลตทิซเรียกว่า ยูนิตเซลล์ (unit cell) ซึ่งกำหนดด้วยความยาวแต่ละด้าน a,b,c
 
1.2 ยูนิตเซลล์มีทั้งหมด 7 แบบ แต่ละแบบมีความยาวของแต่ละด้านและมุมที่ด้านประกอบกันแตกต่างกันออกไป เราเรียกยูนิตเซลล์ทั้ง 7 แบบนี้ว่า ระบบผลึก (crystal system) ยกตัวอย่างเช่น ระบบผลึกคิวบิก (cubic) เป็นระบบผลึกที่แต่ละด้านมีความยาวเท่ากันและทำมุมกัน 90 องศา หรือ ระบบผลึกออร์โธรอมบิก (orthorhombic) ที่แต่ละด้านทำมุมกัน 90 องศา แต่ว่ามีความยาวไม่เท่ากัน
 
==== 2.ของแข็งอสัณฐาน (amorphous solid) ====
ของแข็งที่อนุภาคอยู่ปะปนกันอย่างไม่เป็นระเบียบ ไม่มีรูปร่างที่แน่นอนเช่น แก้ว โพลิเมอร์ ยางธรรมชาติ ฯลฯ มีสมบัติทั่วๆ ไปคล้ายผลึก แตกต่างกันที่ไม่มีรูปทรงเรขาคณิตที่แน่นอน ดังนั้นจึงมีสมบัติที่เรียกว่า isotropy คือ ค่าดรรชนีหักเห การนําไฟฟ่า และคุณสมบัติอื่นๆ จะเหมือนกันหมดทุกทิศทาง <ref>https://enchemcom2g.wordpress.com/solid/</ref>
 
 
==ชนิดของผลึก==
 
ผลึกของของแข็ง แบ่งเป็น 4 ชนิด คือ
 
1. ผลึกโมเลกุล (Molecular crystal) อนุภาคของผลึกประเภทนี้อาจเป็นอะตอมหรือโมเลกุล แรงดึงดูดระหว่างอนุภาคอาจเป็นแรงดึงดูดระหว่างขั้วของโมเลกุล หรือเป็นแรงแวนเดอร์วาลส์ ประเภทแรงลอนดอน เช่น แนฟทาลีน น้ำแข็งแห้ง สำหรับของแข็งที่เป็นโมเลกุลมีขั้วจะยึดด้วยแรงดึงดูดระหว่างขั้วหรือพันธะไฮโดรเจน ของแข็งที่เป็นผลึกโมเลกุลโดยส่วนใหญ่จะมีลักษณะค่อนข้างอ่อนหรือแข็งปานกลางมีจุดหลอมเหลวต่ำไม่นำไฟฟ้า ในกรณีของผลึกที่ประกอบด้วยโมเลกุลไม่มีขั้วบางชนิดจะเกิดการระเหิดได้ง่าย เช่น แนฟทาลีน
 
2. ผลึกโคเวเลนต์ร่างตาข่าย (Covalent crystal) อนุภาคของผลึกประเภทนี้จะเป็นอะตอม มีการยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ เช่น เพชร อะตอมองค์ประกอบแต่ละอะตอมจะยึดเหนี่ยวกับอะตอมข้างเคียงสีอะตอมด้วยพันธะโคเวเลนต์ที่แข็งแรง ผลึกประเภทนี้มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดที่สูงมาก มีความดันไอต่ำ และไม่ละลายตัวในสารละลายใดๆ มีความแข็ง แต่ความแข็งจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับการจัดเรียงตัวของอะตอมในโครงผลึกร่างตาข่าย ตัวอย่างที่พบบ่อยๆ คือ เพชร และแกรไฟต์
 
3. ผลึกโลหะ(Metallic crystal) ประกอบด้วยอะตอมที่ยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะโลหะที่แข็งแรงมาก อนุภาคของผลึกประเภทนี้จะเป็นไอออนบวกที่อยู่ท่ามกลางเวเลนต์อิเล็กตรอนแต่ละอิเล็กตตรอนเคื่อนที่ได้อย่างอิสระทั่วทั้งก้อนของโลหะผลึกประเภทนี้มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง นำไฟฟ้าได้ดี ดึงให้เป็นแผ่นและตีเป็นเส้นได้ง่าย ตัวอย่าง โลหะโดยทั่วไป เช่น เหล็ก เงิน และทองคำ เป็นต้น อย่างไรก็ตามผลึกโลหะทั้งหมดอาจมีสมบัติไม่สอดคล้องทุกประการที่กล่าวมา เช่น ตะกั่ว ซึ่งนำไฟฟ้าได้ไม่ดี และผลึกโลหะบางชนิดที่มีลักษณะค่อนข้างอ่อน มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำ เช่น โพแทสเซียม โซเดียม
 
4. ผลึกไอออนิก (Ionic crystal) อนุภาคของผลึกประเภทนี้จะเป็นไอออนบวกและไอออนลบเรียงตัวสลับกันไปในลักษณะสามมิติ แข็งแต่เปราะ มีจุดหลอมเหลวแลจุดเดือดสูง ขณะเป็นของแข็งไม่นำไฟฟ้าแต่เมื่อหลอมเหลวหรืออยู่ในรูปสารละลายจะสามารถนำไฟฟ้าได้ ตัวอย่างที่พบบ่อยๆ ได้แก่ สารประกอบออกไซด์ของโลหะหมู่ 1 และหมู่ 2 เกลือเฮไลด์ของโลหะ
 
ของแข็งที่ไม่มีรูปผลึก เรียกว่า ของแข็งอสัณฐาน เช่น วัสดุที่ทำมาจากแก้ว ยาง หรือพลาสติก ซึ่งการจัดเรียงอนุภาคภายในไม่เป็นระเบียบ เมื่อแตกหักจะได้ชิ้นส่วนที่มีลักษณะไม่เป็นรูปทรงเรขาคณิต หรือเมื่อได้รับความร้อนปริมาณมากพอจะค่อยๆ อ่อนตัวกลายเป็นของเหลวและไหลได้ ของแข็งประเภทนี้ส่วนใหญ่ไม่สามารถหาจุดหลอมเหลวที่แน่นอนได้ แต่มีบางชนิด เช่น แก้ว เมื่อใช้อุปกรณ์ที่มีลักษณะเฉพาะจะสามารถหาจุดหลอมเหลวที่แน่นอนได้
 
 
==การเปลี่ยนสถานะของของแข็ง==
 
1. การหลอมเหลว (melting)
 
เมื่อให้ความร้อนแก่ของแข็ง อนุภาคของของแข็งจะมีพลังงานจลน์เพิ่มขึ้น ทำให้อนุภาคมีการสั่นมากขึ้น และมีการถ่ายโอนพลังงานให้แก่อนุภาคข้างเคียงอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งบางอนุภาคของของแข็งมีพลังงานสูงกว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค อนุภาคของของแข็งจึงเริ่มเคลื่อนที่และอยู่ห่างกันมากขึ้น ของแข็งจึงเกิดการเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว เรียกว่า การหลอมเหลว (melting) และเรียกอุณหภูมิในขณะที่ของแข็งเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวที่ความดันหนึ่งบรรยากาศว่า จุดหลอมเหลว (melting point) เช่น การหลอมเหลวของน้ำแข็ง
 
2. การระเหิด (Sublimation)
 
การระเหิดของสารเป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดกับสารชนิดที่ไม่มีขั้วหรือมีขั้วน้อยมาก และมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคเป็นแรงแวนเดอร์วาลส์ (Van der Waals forces) อย่างอ่อน เช่น แรงลอนดอน (London forces) เมื่ออนุภาคของสารได้รับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อย จะทำให้อนุภาคของสารนั้นแยกออกจากผลึก โดยเฉพาะอนุภาคที่อยู่บริเวณผิวหน้าของผลึกจะหลุดออกและเคลื่อนที่เป็นอิสระได้ง่าย เช่น การระเหิดของไอโอดีน การระเหิดของแนฟทาลีน การะบูร เมนทอล เป็นต้น หรือ การระเหิด (sublimation หรือ primary drying) คือปรากฏการณ์ที่สสารเปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็นไอหรือก๊าซ ที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลว โดยไม่ผ่านสถานะของเหลวโมเลกุลของสารในสถานะของแข็งจะอยู่ชิดกันมาก ของแข็งจึงมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลสูงกว่าในสถานะของเหลว ทำให้ของแข็งมีรูปร่างและปริมาตรแน่นอน ไม่เปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ โมเลกุลของของแข็งเคลื่อนที่ไม่ได้ แต่ก็มีการสั่นสะเทือนอยู่ตลอดเวลา
 
==แหล่งข้อมูล==
เข้าถึงจาก "https://th.wikipedia.org/wiki/ของแข็ง"