1.1  Rozdělení látek podle skupenství a stavby

hlavní stránka obsah učebnice mapa webu o autorech rejstřík

1.1.1  Skupenství látek

1.1.2  Základní vlastnosti amorfních látek

1.1.3  Základní vlastnosti krystalických látek

V přírodě se hmota vyskytuje ve třech základních skupenstvích: plynném, kapalném a pevném. Ve vesmíru, mimo naši planetu, nalézáme hmotu rovněž ve formě plazmatu, které má své specifické vlastnosti a často se považuje za čtvrté skupenství hmoty. V pozemských přírodních podmínkách se s ním nesetkáme. V mineralogii pracujeme zejména s hmotou ve skupenství pevném. V geologickém prostředí je však běžný i kapalný nebo plynný stav, např. rtuť, všechny magmatické taveniny nebo hydrotermální roztoky.

 

 1.1.1  Skupenství látek

Je-li kinetická energie tepelného pohybu stavebních částic (atomy, molekuly) v látce tak velká, že jejich vzájemnou interakci můžeme zanedbat, mluvíme o plynném skupenství látky. Rozmístění částic v prostoru je zcela náhodné (statisticky homogenní, obrázek 11-1). Všechny fyzikální vlastnosti jsou izotropní, tj. vykazují shodné hodnoty v libovolném směru (obrázek 11-2).

S klesající teplotou klesá kinetická energie částic a začínají se mezi nimi více uplatňovat vazební interakce a látka přechází do skupenství kapalného. V prostoru můžeme najít uspořádané oblasti, které odpovídají vazbám v molekulách plynu – jedná se o lokální periodické uspořádání na krátkou vzdálenost (viz. kapitola 1.2.2.3.). Jednotlivé molekuly jsou uspořádány statisticky homogenně (obrázek 11-1), takže fyzikální vlastnosti jsou izotropní (obrázek 11-2). Je to stav, který je nápadně podobný pevným amorfním fázím (viz kapitola 1.1.2).

Při dalším ochlazení látky pod bod tuhnutí, je kinetická energie částic tak nízká, že jednotlivé stavební prvky jsou navzájem spojeny – vzniknou stabilní chemické vazby. Mluvíme tak o skupenství pevném (tuhém). Stavební částice jsou v prostoru pravidelně uspořádány (periodicky homogenně, obrázek 11-1), dochází pouze k určitým teplotním vibracím kolem uzlových pozic struktury. Řada fyzikálních vlastností pevných látek (tvrdost, optické vlastnosti apod.) má anizotropní charakter (obrázek 11-2).

 

1.1.2  Základní vlastnosti amorfních látek

Seskupení stavebních částic (atomů, iontů nebo molekul) látky v pevném stavu může být nejen pravidelné (viz kapitola 1.1.3) ale i náhodné. Při náhodném uspořádání stavebních částic se strukturní stav pevné látky podobá kapalinám a mluvíme o látkách amorfních (jedná se o „zamrzlé“ kapaliny). Příkladem mohou být skla, organické pryskyřice nebo velmi rychle ochlazená kovová tavenina. Pro tyto látky je příznačná izotropie fyzikálních i chemických vlastností a nejednoznačná teplota tání (obrázek 11-3). Podle klasifikace IMA (Nickel, 1995) lze tyto látky rozdělit do dvou skupin:

 

1.1.3  Základní vlastnosti krystalických látek

Látky krystalické jsou pevné látky, jejichž stavební částice (atomy, ionty, molekuly) jsou ve většině případů spojovány do stavebních jednotek a ty jsou v prostoru rozmístěny periodicky. Většina látek má tendenci při dostatečně nízké teplotě krystalizovat a tím se dostat do stavu s nejnižší vnitřní energií.

Krystal (těleso krystalické látky) lze z fyzikálního hlediska charakterizovat jako homogenní anizotropní prostředí, které je fyzikálně dobře definované. Homogenitou krystalu se míní, že každá fyzikální vlastnost měřená v daném směru bude v libovolném objemu stejná. Anizotropie krystalu se projevuje mimo jiné ve tvaru krystalů, který je důsledkem odlišné rychlosti růstu krystalových ploch v různých směrech, v tvrdosti nebo v různých hodnotách absorpce světla.

Další podrobnosti o krystalických látkách jsou v kapitole 1.2.

Zpět na hlavní stránku