เมนูหน่วยเรียน

  แนะนำบทเรียน
โครงสร้างอะตอม
ภาวะการเกิดแรงในอะตอม
ลักษณะโครงสร้างอะตอม
ระบบผลึก
โครงสร้างผลึกและสเปชแลททิช
ระบบโครงสร้างผลึกมาตรฐาน
สเปชแลททิช
การเกิดเกรนและตกผลึกของโลหะ
สถานะของสะสาร
สรุปท้ายบทเรียน
แบบทดสอบท้ายบทเรียน
อ้างอิง
ที่ปรึกษาและผู้สร้าง
 

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)

กลับสู่สารบัญการเรียนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

กลับสู่หน้าแรกของโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

 

 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

การเรียนฟิสิกส์ 2 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

 

นำมาจาก  http://elect.ripb.ac.th/WebAtom/Home.htm