جامدات بلورین در مقابل جامدات بی‏شکل

بلورین و بی‏شکل دو نوع اساسی از جامدات بوده که ممکن است از بیرون مشابه هم باشند، اما در واقع از داخل، با هم بسیار تفاوت دارند.

منشاء

کلمه ‏ی کریستال از واژه‏ی یونانی حاصل شده که به معنی یخ و کریستال می‏باشد. کلمه‏ ی آمورف نیز از واژه‏ی یونانی a (بدون) و مورف (شکل) منشاء گرفته که همراه با هم به معنی بی‏شکل می‏باشد.
همه‏ ی ما می‏دانیم که جامدات یکی از سه شکل اساسی ماده می‏باشند. اما ما تا چه حد شکل‏های فرعی جامدات را به خوبی می‏شناسیم؟ برای مثال، تنها سعی کنید که خواص یک الماس را با لاستیک و تفاوت بین این دو که بسیار آشکار است، را مقایسه کنید.
در جهان شیمی، الماس و لاستیک به ترتیب به عنوان جامدات بلورین و بی‏شکل شناخته می‏شوند. حتی اگر هر دوی آن‏ها از نظر فیزیکی و شیمیایی جامد باشند، آن‏ها باز هم تفاوت‏های بسیاری را با همدیگر دارند. مطالعه‏ی این انوع تفاوت‏ها بین جامدات برای درک این که جهان اطراف ما از چه موادی ساخته شده است، ضروری می‏باشد.
در زیر، ما باید یاد بگیریم که جامدات بلورین و بدون شکل چگونه هستند و چگونه آن‏ها با همدیگر تفاوت دارند.

جامدات بلورین

با این تعریف، یک جامد بلورین، به سادگی به عنوان یک کریستال شناخته می شود، یک ماده ی جامدی که ترکیبات اساسی آن مانند اتم‏ها، یون‏ها و مولکول‏ها در یک ساختار میکروسکوپی بسیار خوب و با نظم بالا در کنار هم قرار دارند، به عنوان یک شبکه‏ی بلوری شناخته می‏شود. این نوع جامدات در یک فرایندی که تبلور نامیده می‏شود، شکل گرفته‏اند، که در آن ساختار شبکه‏ای در همه‏ی جهات گسترش یافته است.
ساختارهای بلورین میکروسکوپی در طبیعت دارای شکل بلورین مشخصی، متشکل از چهره‏ی صاف و جهت گیری های مشخصی می‏باشند. این‏ها شامل دانه‏های برف، الماس، نمک و غیره می‏باشند.

جامدات بی‏شکل

جامدات بی‏شکل اساسا به صورت دقیق نقطه ی مخالف با جامدات بلورین می‏باشند. در حالی که یک جامد بی‏شکل ممکن است برخی نظم‏های محدود از نظر آرایش اتم‏ها، یون‏ها و مولکول‏های خود نشان دهد، اما به طور واضح فاقد ساختار منظم در محدوده‏ی وسیع که در جامدات بلورین وجود دارد، می‏باشد.
آرایش عناصر در جامدات بی‏شکل اکثرا به صورت تصادفی و بی‏نظم می‏باشد. به همین دلیل، هنگامی که یک جامد بی‏شکل برش داده می‏شود، آن‏ها به قطعات نامساوی تقسیم می‏گردند.
مثال‏هایی از این نوع جامدات شامل شیشه‏های پنجره، پلیمرهای مختلف، لاستیک‏ها و غیره می‏باشد.
در زیر خواص جامدات بلورین را با جامدات بدون شکل با هم مقایسه می‏کنیم.

1. مشخصات هندسی

اتم‏ها، یون‏ها و مولکول‏ها در جامدات بلورین به روشی مرتب قرار دارند، که دارای شکل و ساختار شناخته شده‏ی مشخصی می‏باشند.
در جامدات بی‏شکل چنین مشخصه‏ی هندسی وجود ندارد.

2) پراش اشعه‏ی X

اجزای عنصری جامدات بلورین به شکل منظمی در کنار هم قرار دارند. از این رو، هنگامی که آن‏ها در معرض پرتوهای X قرار می‏گیرند، هر جامد یک الگوی پراش منحصر به فردی را تولید می کند، که می‏تواند برای شناسایی آن استفاده شود.
جامدات بی‏شکل مختلف چنین الگوهای پراشی را نشان نمی‏دهند، بنابراین اجزای عنصری آن‏ها در یک شکل منظم کنار هم قرار ندارند.

3. نقطه‏ی ذوب

جامدات بلورین دارای نقاط ذوب حادی بوده، بنابراین آن‏ها در دماهای معین به مایعات تغییر پیدا می‏کنند.
از طرف دیگر، جامدات بی‏شکل، تصور می‏شود که در تمام دماها به مایع تبدیل می‏شوند و به همین دلیل، در هنگام گرم شدن، آن‏ها به طور ناگهانی به مایعات تغییر نمی‏یابند، اما در عوض نرم شده و شروع به تبدیل شدن به یک فرم نیمه جامد می‏کنند.

4. مشخصات خنک‏سازی

نمایش گرافیکی از مشخصات خنک‏سازی یک جامد بی‏شکل، یک منحنی صاف بوده، در حالی که یک جامد بلورین دارای دو نقطه ی شکسته در طول منحنی می‏باشد. این نقاط شکسته نشان‏دهنده‏ی شروع و پایان فرایند تبلور بوده که در طول آن دما ثابت می‏باشد. این اتفاق به این دلیل می‏باشد که در فرایند تبلور، انرژی آزاد شده، که در ادامه به منظور از دست دادن گرما جبران می‏گردد.

5. همسانی و ناهمسانگردی

جامدات بی‏شکل چند خواص از مایعات را نشان می‏دهند. درست مانند مایعات، در جامدات بی‏شکل، خواصی مانند هدایت الکتریکی، هدایت گرمایی، مقاومت مکانیکی، ضریب شکست و غیره در همه‏ی جهات به صورت یکنواخت باقی می‏ماند. از این رو، آن‏ها به عنوان مواد همسان شناخته می‏شوند.
از طرف دیگر، جامدات بلوری، این ویژگی‏ها را در مقادیر متنوعی در جهات مختلف دارند. برای مثال، نور از طریق یک بلور در سرعت‏های مختلف در جهات مختلف درون آن حرکت می‏کند. به همین دلیل است که جامدات بلورین به عنوان ناهمسانگرد شناخته می‏شوند.

6. برش

یک جامد بلورین، هنگامی که با استفاده از ابزار برش راست، برش داده می‏شوند، به صورت واضح به دو بخش تقسیم می‏شوند.
از طرف دیگر، یک جامد بی‏شکل، به صورت نامنظم برش داده می‏شود، زیرا دارای ترکیب غیریکنواختی می‏باشد.
بنابراین، جامدات بلورین و بی‏شکل، هر دو جامداتی هستند که ممکن است از جهات ظاهر با هم مشابه باشند، اما در واقع از نظر آرایش عنصری و خواص با همدیگر تفاوت‏های بسیاری را دارند.