АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ

АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ (от греч. а - отрицат. частица и morphe -форма), твёрдое
состояние вещества, обладающее двумя особенностями: его свойства (ме-ханич.,
тепловые, электрич. и т. д.) в естественных условиях не зависят от направления
в веществе (изотропия); при повышении темп-ры вещество, размягчаясь, переходит
в жидкое состояние постепенно, т. е. в А. с. отсутствует определённая точка
плавления.

Эти особенности
обусловлены отсутствием в А. с. дальнего порядка - характерной для кристаллов
строгой
повторяемости во всех направлениях одного и того же элемента структуры
(атома, группы атомов, молекулы и т. п.) на протяжении сотен и тысяч периодов.
В то же время у вещества в А. с. существует ближний порядок - согласованность
в расположении соседних частиц, т. е. порядок, соблюдаемый на расстояниях,
сравнимых с размерами молекул (рис.). С расстоянием эта согласованность
уменьшается и через 0,5-1 нм исчезает (см. Дальний порядок и
ближний порядок).

Строение кварца
SiOб - аморфного; чёрные кружки
- атомы Si, белые - атомы О.

Ближний порядок
характерен и для жидкостей, но в жидкости происходит интенсивный
обмен местами между соседними частицами, затрудняющийся по мере возрастания
вязкости.
Поэтому,
с одной стороны, твёрдое тело в А. с. принято рассматривать как переохлаждённую
жидкость с очень высоким коэфф. вязкости. С другой стороны, в само понятие
"А. с." включают жидкость.

Изотропия свойств
характерна также для поликристаллич. состояния (см. Поликристаллы),
но
последнее характеризуется строго определённой темп-рой плавления, что позволяет
отличать его от А. с. Отличие структуры А. с. от кристаллического легко
обнаруживается с помощью рентгенограмм. Монохроматич. рентгеновские
лучи, рассеиваясь на кристаллах, образуют дифракц. картину в виде отчётливых
линий или пятен (см. Дифракция рентгеновских лучей). Для А. с. это
не характерно.

Устойчивым
твёрдым состоянием вещества при низких темп-pax является кристаллич. состояние.
Однако в зависимости от свойств молекул, кристаллизация может потребовать
больше или меньше времени - молекулы должны "успеть" при охлаждении вещества
выстроиться в кристаллич. порядок. Иногда это время бывает очень большим,
так что кристаллич. состояние практически не реализуется. В др. случаях
А. с. получается путём убыстрения процесса охлаждения. Напр., расплавляя
кристаллич. кварц и затем быстро охлаждая расплав, получают
аморфное кварцевое стекло. Таким же образом ведут себя мн. силикаты,
к-рые
при охлаждении дают обычное стекло. Поэтому А. с. часто называют
стеклообразным
состоянием. Однако чаще всего даже самое быстрое охлаждение недостаточно
быстро для того, чтобы помешать образованию кристаллов. В результате этого
большинство веществ получить в А. с. невозможно. В природе А. с. менее
распространено, чем кристаллическое. В А. с. находятся: опал, обсидиан,
янтарь, смолы природные, битумы.

В А. с. могут
находиться не только вещества, состоящие из отдельных атомов и обычных
молекул, как стекла и жидкости (низкомолекулярные соединения), но
и вещества, состоящие из длинноцепочечных макромолекул - высокомолекулярные
соединения, или полимеры. Структура аморфных полимеров характеризуется
ближним порядком в расположении звеньев или сегментов макромолекул, быстро
исчезающим по мере их удаления друг от друга. Молекулы полимеров как бы
образуют "рои", время жизни к-рых очень велико из-за огромной вязкости
полимеров и больших размеров молекул. Поэтому в ряде случаев такие рои
остаются практически неизменными.

Аморфные полимеры
в зависимости от темп-ры могут находиться в трёх состояниях, отличающихся
характером теплового движения: стеклообразном, высокоэластическом и жидком
(вязко-текучем). При низких темп-pax сегменты молекул не обладают
подвижностью и полимер ведёт себя как обычное твёрдое тело в А. с. При
достаточно высоких темп-рах энергия теплового движения становится достаточной
для того, чтобы вызвать перемещение сегментов молекулы, но ещё недостаточной
для приведения в движение молекулы в целом. Возникает высокоэластич. состояние,
характеризующееся способностью полимера легко растягиваться и сжиматься.
Переход из высокоэластич. состояния в стеклообразное наз. стеклованием.
В вязко-текучем состоянии могут перемещаться не только сегменты, но и вся
макромолекула. Полимеры приобретают способность течь, но, в отличие от
обычной жидкости, их течение всегда сопровождается развитием высокоэластич.
деформации.

Лит.: Китайгородский
А. И., Порядок и беспорядок в мире атомов, М., 1966; Кобеко П. П., Аморфные
вещества, М.- Л., 1952; Китайгородский А. И., Рентгеноструктурный анализ
мелкокристаллических и аморфных тел, М.- Л., 1952. См. также лит. при ст.
Полимеры.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я