Рідкий та твердий стани речовини

Рідкий та твердий  стани речовини об'єднують єдиним поняттям—конденсований стан, що характеризується наявністю значних сил взаємодії  між частинками. 

Речовина в  рідкому стані може складатися з  молекул або йонів. Певної впорядкованості їх розміщення в просторі немає. Проте говорити про повну відсутність структури у рідкому стані речовини не можна. Біля кожної частинки її найближчі сусіди розміщуються на однакових відстанях і майже в тих самих напрямках. Тобто рідина має так званий ближній порядок. 

При охолодженні рідина може переходити в твердий стан з упорядкуванням або без упорядкування внутрішньої структури. В першому випадку речовина буде кристалічною, в другому — аморфною. Структура аморфного стану речовини близька до структури   рідини. 

Більшість відомих речовин як природного, так і штучного походження, за звичайних умов знаходяться в твердому стані. З відомих на сьогодні близько 6 мільйонів хімічних сполук 95 % — тверді. 

В твердих речовинах  відстані між частинками найменші і  за величиною мають такий самий порядок, що й самі частинки. Енергії взаємодії між частинками великі, внаслідок чого сили, що діють між ними, не дозволяють частинкам вільно рухатись, А тільки коливатись біля певних рівноважних положень, вузлів кристалічної решітки. Нездатність частинок до переміщення зумовлює— наявність власної форми й об'єму. 

Кристалічна речовина має впорядковану періодичну структуру. Впорядкованість структури полягає в тому, що атоми, йони, молекули закономірно розміщуються у просторі на певних відстанях і напрямках одна від одної (ближній порядок). Крім того, ця впорядкованість зберігається (періодично повторюється) у всьому об'ємі (дальній порядок). Тобто кристалічний стан характеризується наявністю як ближнього, так і дальнього порядку

В кристалічних речовинах атоми, йони або молекули можуть знаходитись тільки в певних точках простору, що мають назву вузлів   кристалічної решітки. 

Аморфні речовини мають тільки ближній порядок і цим нагадують рідини. Тому аморфні речовини можна розглядати як переохолоджену рідину з дуже високою в'язкістю.

Характерною відмінністю кристалічних речовин  від аморфних є анізотропія їхніх  властивостей. Зокрема, більшість фізичних властивостей кристалів,   таких   як   електро- і теплопровідність, міцність, оптичні властивості, у різних напрямках неоднакові. Анізотропія властивостей зумовлена внутрішньою будовою кристалів. У різних напрямках відстань між частинками в кристалі різна, тому й величина тієї або іншої властивості для цих напрямків буде різною (рис. 54). Аморфні тіла ізотропні, тобто їхні властивості в будь-якому напрямку однакові.

Перехід кристалічної речовини з твердого стану в рідкий супроводжується стрибкоподібною зміною її властивостей, в той час як аморфна речовина змінює свої властивості при нагріванні плавно. Так, кристалічні речовини мають певну температуру плавлення, при якій в'язкість речовини зменшується стрибкоподібно (рис. 55). Аналогічно змінюються й інші властивості кристалів. Аморфні речовини переходять в рідкий стан, поступово зменшуючи свою в'язкість, і характеризуються певним інтервалом розм'якшення (рис. 55). Під дією зовнішніх сил (іноді навіть невеликих) аморфні речовини змінюють свою форму.

Аморфний  стан речовин менш стабільний, ніж  кристалічний, тому аморфні речовини можуть самочинно переходити в кристалічні. Для деяких речовин аморфний стан є найбільш характерним майже за всіх умов. Наприклад, переважно в аморфному стані існують такі речовини як скло (силікатне, боратне), смоли (синтетичні та природні), воски, більшість гідроксидів перехідних металів тощо. За п.у. в аморфному стані можуть перебувати майже всі речовини, за винятком металів та деяких йонних сполук. 

      Переважна більшість твердих речовин за звичайних умов існує в кристалічному стані.