Τι είναι ένα Άμορφο Στερεό;

Άμορφο στερεό είναι κάθε υλικό που δεν έχει τα μόριά του διατεταγμένα σε πλέγμα ή κρυσταλλική δομή. Τα άμορφα στερεά είναι σχετικά σπάνια, καθώς αποτελούν μόνο το 10 τοις εκατό των στερεών στον κόσμο. Το πιο γνωστό παράδειγμα άμορφου στερεού είναι το γυαλί, και στην πραγματικότητα, αυτά τα στερεά μερικές φορές ονομάζονται γενικά γυαλιά.
Οι τρεις καταστάσεις της ύλης — στερεά, υγρή και αέρια — συμβαίνουν λόγω των ποικίλων βαθμών κίνησης των μορίων που αποτελούν τις ουσίες. Τα μόρια και τα άτομα στα αέρια έχουν μεγάλο εύρος κίνησης, που εξαπλώνεται επειδή τα μόρια είναι ασθενώς συνδεδεμένα μεταξύ τους. Τα υγρά έχουν πιο περιορισμένο εύρος κίνησης, ωστόσο τα μόριά τους εξακολουθούν να κινούνται ελεύθερα μέσα σε αυτά τα όρια, αλλάζοντας θέση. Αυτή η ελευθερία είναι που δίνει στα υγρά την έλλειψη μόνιμου σχήματος.

Τα μόρια στα στερεά, από την άλλη πλευρά, συνδέονται μεταξύ τους χωρίς πραγματική ελευθερία κινήσεων. Τα μόρια εξακολουθούν να μετατοπίζονται, ωστόσο, ταλαντεύονται στους δεσμούς τους. Η ταλαντευόμενη κίνηση είναι αυτή που επιτρέπει στα στερεά να θερμαίνονται. Όσο πιο γρήγορα ανακινούνται τα μόρια στους δεσμούς τους, τόσο πιο ζεστό γίνεται το αντικείμενο.

Στα κρυσταλλικά στερεά, τα οποία αποτελούν το 90 τοις εκατό των στερεών στον κόσμο, τα μόρια συνδέονται με διατεταγμένο σχέδιο. Αυτό το διατεταγμένο σχέδιο επαναλαμβάνεται ακριβώς σε ολόκληρη τη δομή, δημιουργώντας ένα πλέγμα μορίων. Αντίθετα, ένα άμορφο στερεό μπορεί να έχει ένα επαναλαμβανόμενο σχέδιο για μικρές μερίδες του μακιγιάζ του, αλλά όχι για το σύνολο του.

Τα άμορφα στερεά μπορούν να γίνουν φυσικά ή ανθρωπογενή. Η αστραπιαία άμμος θα προκαλέσει φυσικά το σχηματισμό γυαλιού στο σημείο πρόσκρουσής της. Το γυαλί του εμπορίου, ωστόσο, είναι τεχνητό, χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που δημιουργεί τις ίδιες συνθήκες με τον κεραυνό, αλλά σε ελεγχόμενο περιβάλλον. Εκτός από το γυαλί, ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα άμορφα στερεά είναι το πλαστικό. Το πλαστικό είναι κατασκευασμένο από πολυμερή, μακριές σειρές μορίων σκόπιμα αλυσοδεμένες μεταξύ τους.

Επιπλέον, τα άμορφα στερεά μπορούν να κατασκευαστούν από κρυσταλλικά στερεά. Για παράδειγμα, το γυαλί είναι κατασκευασμένο από χαλαζιακή άμμο, ένα κρυσταλλικό στερεό. Η άμμος θερμαίνεται σε ακραίες θερμοκρασίες, που την λιώνουν αποτελεσματικά, και στη συνέχεια ψύχεται γρήγορα ή υπερψύχεται, έτσι τα μόρια δεν έχουν χρόνο να τακτοποιηθούν ξανά σε δικτυωτή μορφή. Αυτή η υπερψύξη έχει ως αποτέλεσμα μια μοριακή διάταξη του γυαλιού παρόμοια με αν κάποιος είχε τραβήξει ένα στιγμιότυπο του υγρού.

Δεδομένου ότι οι δομές των άμορφων στερεών φαίνονται παρόμοιες με τα υγρά, μερικές φορές ονομάζονται υπερψυγμένα υγρά. Αυτή η ομοιότητα είναι επίσης ο λόγος που αναπτύχθηκε ο μύθος ότι το γυαλί είναι στην πραγματικότητα ένα αργά κινούμενο υγρό. Επιπλέον, σε αντίθεση με ένα κρυσταλλικό στερεό, ένα άμορφο στερεό δεν υγροποιείται αμέσως όταν εκτίθεται στη θερμότητα, αλλά αντίθετα γίνεται όλο και πιο μαλακό.