Теоретическое исследование, страница 280 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Молекулярная физика. Глава 10. Агрегатные состояния вещества. Фазовые переходы. Параграф 50. Кристаллические и аморфные тела. Плавление и кристаллизация. Вопросы - страница 280.

Условие.

Теоретическое исследование

На рис. 209 показано, что пластинка слюды легко расщепляется на тонкие слои только вдоль определённой плоскости кристалла. На рис. 210 представлена модель расположения атомов в слое слюды.

Рис. 209

Рис. 210

а) Какое минимальное число слоёв монокристалла изображено на рис. 210?

б) Используя рис. 210, сравните силы взаимодействия (больше или меньше) между атомами, расположенными в плоскости кристалла, и в слоях.

в) Для каких веществ характерно отсутствие анизотропии?

Решение.

а) На рисунке 210 изображена модель кристаллической решётки, состоящая из параллельных слоёв атомов. Визуально можно насчитать четыре таких горизонтальных слоя, расположенных один над другим. Ответ: 4 слоя.

б) В условии сказано, что слюда легко расщепляется на тонкие слои. Это свойство, называемое спайностью, указывает на то, что силы взаимодействия, удерживающие слои вместе, значительно слабее сил, действующих между атомами внутри одного слоя. Чтобы разрушить кристалл в плоскости слоя, требуется разорвать прочные химические связи (на рис. 210 они условно показаны сплошными линиями), что требует большого усилия. А для разделения слоёв достаточно преодолеть слабые межмолекулярные силы. Следовательно, силы взаимодействия между атомами, расположенными в плоскости кристалла, больше, чем силы взаимодействия между слоями. Ответ: силы взаимодействия между атомами в плоскости кристалла больше, чем между слоями.

в) Анизотропия — это зависимость физических свойств вещества (механических, тепловых, оптических и др.) от направления внутри него. Слюда является примером анизотропного вещества. Отсутствие анизотропии, то есть изотропия (одинаковость свойств во всех направлениях), характерно для веществ, в которых нет упорядоченной пространственной структуры или эта структура статистически одинакова во всех направлениях. К таким веществам относятся:
1. Аморфные тела (например, стекло, смолы, пластмассы), в которых атомы или молекулы расположены хаотично, без дальнего порядка.
2. Поликристаллические тела (например, большинство металлов в их обычном состоянии), которые состоят из множества мелких кристалликов (зерен), ориентированных в пространстве случайным образом. Хотя каждый отдельный кристаллик анизотропен, из-за их хаотичной ориентации свойства вещества в целом (в макроскопическом масштабе) усредняются и становятся одинаковыми по всем направлениям.
3. Жидкости и газы, в которых частицы находятся в непрерывном хаотическом движении.
Ответ: отсутствие анизотропии характерно для аморфных тел, поликристаллических тел, а также для жидкостей и газов.