Sólidos amorfos: estrutura, propriedades, exemplos

Os sólidos amorfos são materiais que não possuem uma estrutura cristalina definida, ou seja, suas partículas não estão organizadas de forma regular e ordenada como nos sólidos cristalinos. Isso resulta em propriedades diferentes, como uma maior maleabilidade e menor ponto de fusão. Alguns exemplos de sólidos amorfos incluem o vidro, plásticos e borrachas. Neste texto, exploraremos a estrutura, propriedades e exemplos de sólidos amorfos.

Tipos de materiais amorfos: conheça os três principais para entender suas propriedades.

Sólidos amorfos são materiais que não possuem uma estrutura cristalina ordenada, apresentando uma organização atômica desordenada. Esses materiais são caracterizados por apresentar propriedades distintas dos sólidos cristalinos, o que os torna de grande interesse para diversas aplicações.

Existem três principais tipos de materiais amorfos, cada um com suas próprias características e propriedades únicas. O primeiro tipo são os vidros, que são materiais amorfos produzidos a partir do resfriamento rápido de um líquido super-resfriado. Os vidros apresentam uma estrutura desordenada que lhes confere transparência e alta resistência mecânica.

O segundo tipo são os polímeros amorfos, que são macromoléculas compostas por cadeias longas e desordenadas. Esses materiais apresentam propriedades como flexibilidade, baixa densidade e resistência à corrosão, sendo amplamente utilizados na indústria de plásticos e borrachas.

O terceiro tipo são os compósitos amorfos, que são materiais compostos por uma matriz amorfa contendo dispersões de partículas cristalinas. Esses materiais combinam as propriedades dos sólidos amorfos e cristalinos, apresentando alta resistência e tenacidade.

Os vidros, polímeros amorfos e compósitos amorfos são exemplos desses materiais, cada um com suas próprias características e propriedades específicas.

Diferença entre estrutura cristalina e amorfos: compreenda as características distintas dessas formações sólidas.

Quando se trata de sólidos, existem duas formas principais de estrutura: cristalina e amorfos. As estruturas cristalinas são altamente organizadas e possuem um padrão repetitivo em sua disposição atômica, resultando em uma forma definida e simetria. Por outro lado, os sólidos amorfos não possuem essa ordem de longo alcance, apresentando uma disposição aleatória de átomos que não se repetem em um padrão específico.

As principais características distintas entre essas formações sólidas são a ordem atômica e a simetria. Enquanto os cristais possuem uma ordem atômica definida e uma simetria regular, os sólidos amorfos não possuem uma ordem de longo alcance e sua simetria é geralmente menor.

Além disso, os sólidos amorfos geralmente apresentam propriedades diferentes dos cristais, como menor dureza e ponto de fusão mais baixo. Isso ocorre devido à falta de organização na estrutura atômica dos sólidos amorfos, o que resulta em um arranjo menos eficiente dos átomos e, portanto, em propriedades físicas distintas.

Alguns exemplos de sólidos amorfos incluem vidro, plásticos amorfos e certos tipos de cerâmica. Esses materiais são amplamente utilizados em diversas aplicações devido às suas propriedades únicas, que muitas vezes não são encontradas em sólidos cristalinos.

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O significado de uma forma amorfa e suas características principais explicadas de forma simples.

Os sólidos amorfos são materiais que não possuem uma estrutura cristalina definida, ou seja, suas moléculas não estão dispostas de maneira ordenada como nos sólidos cristalinos. Em vez disso, as moléculas dos sólidos amorfos estão dispostas de forma aleatória, o que resulta em uma estrutura desordenada.

Uma característica importante dos sólidos amorfos é a falta de padrão de repetição em sua estrutura, o que os torna isotrópicos, ou seja, suas propriedades físicas são as mesmas em todas as direções. Isso significa que eles não possuem direções preferenciais de propriedades mecânicas, ópticas ou térmicas.

Alguns exemplos de sólidos amorfos incluem o vidro, plásticos amorfos e alguns polímeros. Esses materiais são amplamente utilizados em diversas aplicações devido às suas propriedades únicas, como transparência, maleabilidade e resistência.

Definição de mineral sem forma cristalina: o que são e suas características.

Os minerais sem forma cristalina são substâncias sólidas que não possuem uma estrutura ordenada e regular de átomos, o que os diferencia dos minerais com forma cristalina. Esses minerais são conhecidos como amorfos e apresentam características únicas em relação à sua estrutura, propriedades e exemplos.

Sólidos amorfos: estrutura, propriedades, exemplos

Os sólidos amorfos são compostos por átomos dispostos de forma aleatória, sem uma organização específica que caracteriza os minerais cristalinos. Isso faz com que eles não apresentem formas geométricas definidas, tornando sua estrutura mais desordenada e isotrópica.

Em relação às propriedades, os sólidos amorfos geralmente possuem menor dureza e resistência em comparação com os minerais cristalinos. Além disso, sua transparência e brilho podem variar de acordo com a composição química e a forma como foram formados.

Alguns exemplos de sólidos amorfos incluem o vidro, o carvão e o betume. O vidro, por exemplo, é obtido a partir do resfriamento rápido de uma substância fundida, resultando em uma estrutura desordenada que não apresenta padrões cristalinos. Já o carvão e o betume são formados a partir da decomposição de matéria orgânica e também possuem uma estrutura amorfa.

Sólidos amorfos: estrutura, propriedades, exemplos

Sólidos amorfos: estrutura, propriedades, exemplos

Os sólidos amorfos são aqueles sem uma estrutura ordenada de longo alcance. Eles são o oposto do que é conhecido como um sólido cristalino. Suas partículas se associam de maneira desordenada, semelhante à dos líquidos, mas com força suficiente para se unir em uma estrutura sólida.

Esse caráter amorfo é mais comum do que você imagina; é de fato um dos estados possíveis que a matéria condensada pode adotar . Por isso, entende-se que qualquer composto capaz de solidificar e, portanto, cristalizar, também pode aglomerar-se de maneira desordenada se as condições experimentais permitirem.

O acima mencionado geralmente se aplica a substâncias puras, sejam elementos ou compostos. Mas também é válido no caso de misturas. Muitas misturas sólidas são amorfas, como algodão doce, chocolate, maionese ou purê de batatas.

O fato de um sólido ser amorfo não o torna menos valioso que o cristalino. Às vezes, a desordem estrutural lhe confere propriedades únicas que não apresentariam em uma condição cristalina. Por exemplo, na indústria fotovoltaica, o silício amorfo é preferido sobre o silício cristalino para certas aplicações em pequena escala.

Estrutura de sólidos amorfos

A estrutura de um sólido amorfo é confusa; falta periodicidade ou padrão estrutural. A imagem acima ilustra esse ponto. A corresponde a um sólido cristalino, enquanto B representa um sólido amorfo. Observe que os diamantes roxos são organizados arbitrariamente em B, mesmo que o mesmo tipo de interação exista em A e B.

Se também observarmos B, veremos que existem espaços que parecem estar vazios; isto é, a estrutura apresenta defeitos ou irregularidades. Portanto, parte do distúrbio microscópico ou interno de um sólido amorfo se deve ao fato de suas partículas “assentarem” de tal maneira que a estrutura resultante tem muitas imperfeições.

Na primeira menção foi feita a extensão em que os sólidos amorfos foram ordenados. Em B, dificilmente há um par de diamantes que parecem estar alinhados de maneira ordenada. Pode haver regiões ordenadas; mas apenas a curto alcance.

Diz-se então que um sólido amorfo é feito de pequenos cristais imensuráveis ​​de diferentes estruturas. A soma de todas essas estruturas acaba se tornando labiríntica e sem sentido: a estrutura global se torna amorfa, composta de intermináveis ​​blocos cristalinos espalhados por toda parte.

Propriedades

As propriedades de um sólido amorfo variam dependendo da natureza de suas partículas constituintes. No entanto, existem certas características gerais que podem ser mencionadas. Os sólidos amorfos podem ser vítreos quando apresentam aspectos semelhantes aos cristais; ou gelatinoso, resinoso ou em pó.

Como suas estruturas são desordenadas, elas não geram espectros confiáveis ​​de difração de raios X. Da mesma forma, seus pontos de fusão não são precisos, mas cobrem uma variedade de valores.

Por exemplo, o ponto de fusão de um sólido amorfo pode variar de 20 a 60 ° C. Enquanto isso, os sólidos cristalinos derretem a uma temperatura específica ou em uma faixa estreita, se contiverem muitas impurezas.

Outra característica dos sólidos amorfos é que, quando se quebram ou se fraturam, não originam fragmentos geométricos e de face plana, mas fragmentos irregulares e de face curva. Quando não são vítreos, aparecem como corpos opacos e empoeirados.

Preparação

Mais do que um sólido amorfo, esse conceito deve ser tratado como um ‘estado amorfo’. Todos os compostos (iônicos, moleculares, poliméricos, metálicos, etc.) são capazes, até certo ponto, e se as condições experimentais permitirem, de formar sólidos amorfos e não cristalinos.

Por exemplo, nas sínteses orgânicas, os compostos sólidos são inicialmente obtidos como massas empoeiradas. Seu conteúdo de impurezas é tão alto que afeta sua ordem molecular a longo prazo. É por isso que, quando o produto recristaliza repetidamente, o sólido se torna cada vez mais cristalino; perde seu caráter amorfo.

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Isso não significa, no entanto, que sólidos amorfos são necessariamente materiais impuros; vários deles são amorfos por sua própria natureza química.

Uma substância pura pode solidificar amorfamente se seu líquido for resfriado repentinamente, para que suas partículas não se cristalizem, mas adotem uma configuração vítrea. O resfriamento é tão rápido que as partículas não têm tempo suficiente para acomodar os blocos cristalinos que mal nascem.

A água, por exemplo, é capaz de existir em um estado vítreo e amorfo, e não apenas como gelo.

Exemplos de sólidos amorfos

Minerais e plásticos

Praticamente qualquer material cristalino pode estar em conformidade com uma forma amorfa (e vice-versa). Isso acontece com alguns minerais, que por razões geoquímicas não podiam estabelecer formalmente seus cristais convencionais. Outros, no entanto, não formam cristais, mas copos; é o caso da obsidiana.

Por outro lado, os polímeros tendem a se solidificar amorfamente, uma vez que suas moléculas são grandes demais para definir uma estrutura ordenada. Aqui entram as resinas, as borrachas, o isopor (anime), os plásticos, o Teflon, a Baquelite, entre outros.

Tecido biológico

Os sólidos biológicos são principalmente amorfos, como: tecido de órgão, pele, cabelo, córnea, etc. Da mesma forma, gordura e proteína formam massas amorfas; no entanto, com a preparação adequada, eles podem cristalizar (cristais de DNA, proteínas, gorduras).

Óculos

Embora tenha sido deixado quase por último, o sólido amorfo mais representativo é de longe o próprio vidro. Sua composição é essencialmente a mesma que a do quartzo: SiO 2 . O cristal de quartzo e o vidro são redes covalentes tridimensionais; apenas que a rede de vidro é desordenada, com ligações Si-O de diferentes comprimentos.

O vidro é o sólido amorfo por excelência, e os materiais que adquirem uma aparência semelhante têm um estado vítreo.

Carbono e metais

Temos carbono amorfo, sendo o carvão ativado um dos mais importantes por suas capacidades absorventes. Há também silício amorfo e germânio, com aplicações eletrônicas onde atuam como semicondutores.

E, finalmente, existem ligas amorfas, que devido à disparidade de seus átomos de metal conformes, não estabelecem uma estrutura cristalina.

Referências

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