เมนูหน่วยเรียน
เมนูหน่วยเรียน
ระบบผลึก
ธาตุโลหะทั้งหลาย สามารถดำรงอยู่ได้ใน 3 สถานะ คือ สถานะที่ เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ (เป็นไอ)
1. สถานะที่เป็นก๊าซ (Gas State)
ในสถานะก๊าซหรือการกลายเป็นไอ อะตอมของโลหะนั้น จะอยู่อย่างไม่เป็นระเบียบ โมเลกุลจะมีขนาดเล็กมาก
เมื่อเปรียบเทียบกับช่องว่างระหว่างโมเลกุล น้ำหนักของก๊าซ โดยได้จากมวลโมเลกุลทั้งหมดรวมกัน
ก๊าซสามารถแบ่งไปได้หลายชนิดและก๊าซต่างชนิดกันยังสามารถรวมตัวกันได้อย่างดี
แม้จะมีความหนาแน่นต่างกัน แต่ก็ไม่ก๊าซใดตกตะกอน แสดงว่าโมเลกุลของก๊าซไม่ได้นิ่งเฉย
แต่มีการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วในทิศทางต่าง ๆ ตลอดเวลา อาจจะปะทะกันบ้างหรือวิ่งเฉียดกันบ้างซึ่งโมเลกุลจะไม่เสียพลังงานเพราะถ้าเสียพลังงาน
แล้วโมเลกุลก๊าซย่อมหมดพลังงานไป โมเลกุลก๊าซเคลื่อนที่ได้รวดเร็วมากและมีช่องว่างมากพอที่จะเคลื่อนที่ได้สะดวก
ถ้าโมเลกุลของก๊าซเข้าใกล้ชิดกันมากก๊าซจะกลายเป็นของเหลว เช่น ก๊าซในถังเพื่อการหุงต้ม
เมื่อไอเกิดการควบแน่นเป็นของเหลว ไม่ว่าจะโดยวิธีการเพิ่มความดัน หรือลดอุณหภูมิ
หรือทั้งสองอย่างรวมกัน พลังงานจลน์ของอะตอมหรือโมเลกุลจะลดลง ทำให้แรงดึงดูดระหว่างอะตอมมีอำนาจมากขึ้น
จึงสามารถดึงอะตอมให้อยู่ใกล้กันโดยไม่ปล่อยให้อะตอมล่องลอยตามยถากรรม เหตุการณ์เช่นนี้คือการควบแน่นของไอ
เพื่อเปลี่ยนสถานะของเหลว อะตอมที่จะกระจักกระจายกัยอยู่และเคลื่อนที่ได้เร็วก็จะกลายเป็นอะตอมที่มีการ
เคลื่อนที่ได้เร็วก็จะกลายเป็นอะตอมที่มีการเคลื่อนที่ที่มีขอบเขต
2. สถานะที่เป็นของเหลว (Liquid State)
จากสถานะที่เป็นก๊าซ
เมื่อถูกควบแน่นด้วยความดันจะทำให้เปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว โมเลกุลของสถานะของเหลวจะเข้ามาใกล้ชิดกันมาก
และมีการยึดเกาะตัวกันบ้าง แต่ยังไม่แน่นอนและยังมีช่องว่างเล็ก ๆ อยู่ทั่วไป
โมเลกุลของเหลวยังสามารถเคลื่อนที่ไปมาในระยะใกล้ ๆ โดยการเปลี่ยนกันไปมา ระหว่างโมเลกุลข้างเคียง
หรือเคลื่อนที่ไปแทรกช่องว่างข้าง ๆ ทำให้เกิดลักษณะการไหลเลื่อนไปบนโมเลกุลอื่น
ในสถานะของเหลว จึงมีคุณสมบัติไหนได้ ในทางปฏิบัติของเหลวนั้นจะมีธาตุอื่นผสมอยู่ด้วยก็ตาม
ให้ถือว่าเป็นเฟส (Phase) เดียวกัน การเปลี่ยนเฟสจะมีก็ต่อเมื่อเกิดการเปลี่ยนสถานะ
เช่น จากของเหลวกลายมาเป็นก๊าซสถานะเป็นไอ (Gas State) เป็นสถานะของโลหะที่ได้รับอุณหภูมิสูงสุดซึ่งโครงสร้างจะไม่เป็นระเบียบ
สภาพของเหลวมีอาณาเขตติดต่อกับของแข็งและไอ ในสถานะของของเหลวการแบ่งและเรียงตัวกันของอนุภาคจะใกล้เคียงกับในสถานะ
ของแข็ง เพราะขณะหลอมเหลวเป็นโครงสร้างที่เปลี่ยนไปเล็กน้อย บางส่วนความหนาแน่นเปลี่ยนไป
เนื่องจากข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นภายในโครงสร้าง เช่น การคลาดเคลื่อน การเกิดช่อว่างภายในและมีความร้อนแฝงมาเกี่ยวข้องด้วย
ในสถานะของเหลวมีข้อบกพร้องต่าง ๆ รวมอยู่ด้วย เช่นเดี่ยวกับของแข็ง อนุภาคของเหลวเคลื่อนที่ได้เร็วและง่ายกว่าของแข็ง
ดังนั้นสภาพของเหลวเป็นโครงสร้างที่เปลี่ยนที่ได้รวดเร็วตลอดเวลา การเรียงตัวที่จุดใด
ๆ ในช่องว่างจะเปลี่ยนตัวอยู่เสมออย่างต่อเนื่องตลอดเวลา โครงสร้างของเหลวจึงเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา
และคุณสมบัติจะขึ้นอยู่กับแรงยึดเหนี่ยวของอะตอมในมวลสาร
3. สถานะที่เป็นของแข็ง (Solid state)
โลหะที่อยู่ในสถานะของของแข็ง อะตอมจะเรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบอยู่ในรูปแบบของสามมิติที่รูปร่างซ้ำ ๆ กัน เรียกว่า โครงสร้างผลึก การเกิดเช่นนี้ได้ก็ด้วยการทำให้เย็นตัวจากของเหลวลงมาถึงอุณหภูมิหนึ่ง อนุภาคของโลหะที่เคลื่อนที่ไปมาได้ก็จะหยุดอยู่กับที่ อะตอมที่มีพลังงานน้อยก็จะมีพลังดึงดูดระหว่างอะตอมด้วยกันและจะมากขึ้น จึงทำให้เกิดผลึกซึ่งผลึกจะเกิดได้จากสาเหตุดังนี้
1. เปลี่ยนแปลงจากของเหลวไปเป็นของแข็ง เป็นการเกิดผลึกจากของเหลวหรือสารละลาย
2. เปลี่ยนแปลงจากก๊าซไปเป็นของเหลวผลึกเกิดได้จากการระเหิด (Sublimation)
3. เปลี่ยนแปลงจากของแข็งชนิดหนึ่งไปเป็นอีกชนิดหนึ่ง โดยเปลี่ยนแปลงรูปร่างของโครงสร้างผลึก การเกิดเช่นนี้ เรียกว่า การเกิดผลึกใหม่ (Recrystallizaiton)
ครั้งที่
การเรียนฟิสิกส์ 2 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
นำมาจาก http://elect.ripb.ac.th/WebAtom/Home.htm
|
 |
|
