Ҡаты есем

Ҡаты есем
	Ҡаты есем
Ҡайҙа өйрәнелә	физика твёрдого тела[d] һәм механика твёрдого деформируемого тела[d]
	Ҡаты есем Викимилектә

Ҡаты есем — мәтдәләрҙең дүрт агрегат хәленең береһе, башҡа агрегат хәлдәрҙәге матдәләрҙән (шыйыҡлыҡ, газ, плазма) формаһын һаҡлауы һәм тигеҙләнеш торошо тирәләй бәләкәй тирбәлеүҙәр башҡарыусы атомдарҙың йылылыҡ хәрәкәте үҙенсәлектәре менән айырыла^[1].

Ҡаты есемдәрҙе кристалл һәм аморф есемдәргә айырып йөрөтәләр. Физиканың ҡаты есемдәрҙең составын һәм эске төҙөлөшөн өйрәнеүсе бүлеге ҡаты есемдәр физикаһы тип йөрөтөлә. Ҡаты есемдең тәьҫир, йә иһә хәрәкәт ваҡытында формаһы үҙгәреүҙе айырым фән — ҡаты (деформацияланыусы) есем механикаһы өйрәнә. Абсолют ҡаты есемдең хәрәкәте менән өсөнсө фән- ҡаты есем кинематикаһы шөғөлләнә.

Кешеләр эшләгән техник ҡоролмаларҙа ҡаты есемдең төрлө сифаттары иҫәпкә алып, ҡулланыла. Элек ҡаты есем конструкцияға яраҡлы материал итеп файҙаланылған һәм уны ҡулланғанда тәү сиратта уның һиҙелеп торған механик сифаттарын — ҡатылығын, массаһын, йомшаҡлыҡ — үҙлелеген (пластичность), һығылмалығын, муртлыҡ — ыуалыусанлығын иҫәпкә алғандар. Хәҙер ҙә донъяла ҡаты есемде ҡулланғанда уның физик сифаттарын иҫәпкә алалар, ләкин улар күп ваҡыт лабораторияла тикшеренеүҙәр һөҙөтәһендә генә асыҡлана.

Ҡаты есемдәр билдәле формала була, формаларын тик көс ҡулланғанда ғына үҙгәртәләр. Ағым тип аталған осраҡлы рәүештә хәрәкәт итә алған шыйыҡса һәм газдарҙан ҡаты есемдәрҙең төп айырмаһы ошо.

Ҡаты есемдең шыйыҡса хәленә килеү процессы иреү тип атала. Шыйыҡса туңғас ҡаты есемгә әүерелә. Ҡоро боҙ тип аталған матдәләр шайыҡса фазаһына күсмәй генә газға әйләнә ала. Был процесс сублимация тип атала.

Ҡаты есем төрҙәре

Ҡаты есемдең атомдары араһында бәйләнеш көсө төрлөсә булыуы мөмкин. Мәҫәлән, аш тоҙонда натрий һәм хлор иондары ион бәйләнеш менән бәйләнгән. Алмас һәм кремний атомдары электрондарҙы үҙ-ара бүлешеп ковалент бәйләнеш барлыҡҡа килтерә. Металдарҙа атомдарҙы электрондар металл бәйләнеше менән тотоп тора. Ҡайһа бер ҡаты есемдәрҙә һәм органик матдәләрҙә молекулар тирәләй поляризацияларған электрон болото барлыҡҡа килтерә һәм молекулалар «Ван дер Вааальс көсө» менән бәйләнгән булалар. Ҡаты есемдәрҙең күп төрлөлөгө молекулалар араһындағы бәйләнеш төрөнә бәйле.

Ҡаты есемдәр классификацияһы

Водородная связь между молекулами воды обозначена чёрными линиями. Жёлтые линии обозначают ковалентную связь, которая удерживает вместе атомы кислорода (красный) и водорода (серый).

Ҡаты есемдәрҙең электр һәм ҡайһы бер башҡа үҙенсәлектәрен, башлыса, уның атомдарының тышҡы электрондары хәрәкәте билдәләй^[1]. Атомдар араһындағы бәйләнештең тибына ҡарап, ҡаты есемдәрҙе биш класҡа бүлеп йөрөтәләр^[2]:

Иондар бәйләнеше (мәҫәлән, NaCl). Төп көстәре- электростатик тартылыу көсө . Айырым үҙенсәлектәре: инфраҡыҙыл өлкәлә — инфраҡыҙыл өлкәлә яҡтылыҡты кире сағылдырыу һәм уны йотоу; түбән температураларҙа— түбән электр үткәреүсәнлек: юғары температураларҙа — яҡшы ион үткәреүсәнлеге.
Ковалент бәйләнеш ( мәҫәлән, С (алмаз), Ge, Si).
Металл бәйләнеше ( мәҫәлән, Cu, Al).
Молекулалар бәйләнеше (мәҫәлән, Ҡалып:Нет АИ 2, СН₄).
Водород бәйләнеше (мәҫәлән, Н₂О (боҙ), HF).

Зона структураһы төрө буйынса ҡаты есемде (электр) үткәргестәргә (проводники), ярымүткәргестәргә (полупроводники) һәм диэлектриктарға бүлеп йөрөтәләр.

Үткәргестәр — үткәреүсәнлек зонаһы һәм валент зонаһы бер береһен ҡаплай, шулай итеп, электрон улар араһында, аҙ ғына энергия алған хәлдә лә, иркен йөрөй ала. Тимәк, ҡаты есемгә потенциалдар айырымлығын ҡушҡанда, электрондар бәлкәй потенциаллы нөктәнән ҙурыраҡ потенциаллы нөктәгә электр тогы рәүшендә иркенләп йөрөй ала. Бөтә металдар ҙа үткәргестәр.
Ярымүткәргестәр — зоналар бер береһен ҡапламай һәм улар араһы- 4 эВ тәшкил итә. Электронды валент зонаһынан үткәреүсәнлек зонаһына күсереү өсөн диэлектрикҡа ҡарағанда әҙерәк энергия кәрәк, шуға күрә саф ҡатнаштырылмаған ярымүткәргестәр токты бик насар үткәрә .
Диэлектриктар — зоналар бер береһен ҡапламай һәм уларһың араһы 4 эВ-тан ашыу. Шулай итеп, электронды валент зонаһынан үткәреүсәнлек зонаһына күсереү өсөн диэлектрикка бик күп энегрия кәрәк, шуға күрә диэлектриктар токты бөтөнләй үткәрмәй.

Магнит сифаттары буйынса ҡаты есемдәр диамагнетиктарға, парамагнетиктарға һәм тәртипкә һалынған магнит структуралыларға бүленә^[1]. Агрегат торошҡа йә иһә температураға бик әҙ генә бәйле булған диамагнетик үҙенсәлектәр парамагнит үҙенсәлектәр тарафынан ҡаплана , улар үткәреүсәнлек атом һәм электрондарының магнит моменттары йүнәлеше эҙемтәһе булып тора. Кюри законы буйынса парамагнит ҡабул итеүсәнлек температураға кире пропорциональ әҙәйә һәм температура 300 К булғанда ғәҙәттә 10⁻⁵ тәшкил итә. Парамагнетиктар температура түбәнәйгәндә ферромагнетиктарға, антиферромагнетиктарға йә иһә ферримагнетиктарға әйләнәләр ^[2].

Металдар

Күпселек металдар ныҡлы һәм тығыҙ, улар электр һәм йылылыҡты яҡшы үткәргестәр. Периодик таблицала борҙан полонийға ҡәҙәр диагональ үткәрһәк, таблицаның һул яғында металдар буласаҡ. Ике һәм унан артығыраҡ металдар ҡушылмаһы иретмә тип атала.

Кешеләр металдарҙы борон замандан уҡ төрлө маҡсатта ҡулланған. Металдарҙың ныҡлылығы һәм һығылмалалағы биналар төҙөлөшөндә, эш ҡоралдары һәм транспорт етештереүҙә, торбалар һәм тимер юлы төҙөлөшөндә киң ҡулланыла. Тимер һәм алюминий — иң киң ҡулланылған металдар. Улар, шулай уҡ Ер ҡабығында киң таралған элементтар. Тимер ҡорос хәлендә йышыраҡ ҡулланыла. Составында 2,1 % углерод иремәһе булған тимер ҡорос тип атала.

Металдар яҡшы электр үткәргес булғанға күрә, электр энергияһын алыҫ араларға юғалтыуһыҙ тапшырыу өсөн металл сымдар ҡулланыла. Металдарҙың йылы үткәреү үҙенсәлеге булғанға, аҙыҡ бешереү өсөн металдан һауыт-һаба эшләйҙәр.

Минералдар

Минералдар — төрлө геологик осорҙа юғары баҫым аҫтында барлыҡҡа килгән ҡаты есемдәр. Ысын минерал булыу өсөн есемдең кристалл структураһы һәм бер төрлө физик үҙенсәлеге булырға тейеш. Минералдар ябай элементтарҙан, тоҙҙарҙан һәм меңләгән формаһы булған селикаттарҙан составы буйынса айырылы. Тау тоҡомдары — даимим химик составы булмаған, осраҡлы минералдарҙан тора. Ер ҡабығы кварц (SiO 2 кристалы), ҡыр шпаты, слюда, хлорит, каолин, кальцит, эпидот, оливин, авгит, ялған мәғдән, магнетит, гематит, лимонит һәм башҡа файҙалы ҡаҙылмаларҙан тора. Ҡыр шпаты, слюда һәм кварц тәбиғәттә киң таралған минералдар, ә ҡайһы бер минералдар тик донъяның тик айырым өлкәләрендә генә табыла. Селикаттар — иң киң таралған минералдар төркөмө (≥95 % тау тоҡомдары силикаттан тора). Составында күпселек кремний һәм кислород, бер аҙ алюминий, магний, тимер, кальций һәм башҡа металдар бар.

Шулай уҡ ҡарағыҙ

Һылтанмалар

Phases of Matter (билдәһеҙ). NASA. Дата обращения: 4 май 2011.

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 Стрелецкий Алексей Владимирович, Наймушина Дарья Анатольевна. Твёрдое тело (билдәһеҙ). Роснано. Дата обращения: 8 март 2012. Архивировано 31 май 2012 года. 2012 йыл 25 ғинуар архивланған.
↑ ^2,0 ^2,1 Өҙөмтә хатаһы: <ref> тамғаһы дөрөҫ түгел; БСЭ төшөрмәләре өсөн текст юҡ

[rosnano-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 Стрелецкий Алексей Владимирович, Наймушина Дарья Анатольевна. Твёрдое тело (билдәһеҙ). Роснано. Дата обращения: 8 март 2012. Архивировано 31 май 2012 года. 2012 йыл 25 ғинуар архивланған.

[БСЭ-2] 2,0 ^2,1 Өҙөмтә хатаһы: <ref> тамғаһы дөрөҫ түгел; БСЭ төшөрмәләре өсөн текст юҡ

[1]

[2]