up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله ساختار مواد PDF
QR code - ساختار مواد

ساختار مواد

چه چيزي خواص مواد را مشخص مي‌‌كند؟

شايد تا بحال از خود پرسيده باشيد كه چرا مواد مختلف با هم متفاوتند؟ چرا برخي از آن‌ها محكم تر از سايرين هستند؟ چرا برخي از مواد رسانا و برخي نارسانا؟ چرا نور مي‌تواند از بعضي از مواد عبور ‌كند و از بعضي ديگر نه؟ سئوالاتي از اين دست ذهن را متوجه تفاوت‌‌هاي مواد از نظر خواص مي‌‌كند و ما را در رابطه با علت اين تفاوت‌‌ها، به تفكر بيشتر وادار مي‌‌كند. با اطلاعاتي كه ما از ساختمان عناصر و تفاوت‌‌هاي موجود در عناصر داريم شايد گمان كنيم كه تفاوت‌‌‌‌هاي موجود در مواد مختلف حاصل تفاوت‌‌هاي عناصر تشكيل دهنده آنها است. با اين تفكر مواد تنها متاثر از تنوع عناصر تشكيل دهنده خود خواهند بود و تمامي ويژگي‌‌هاي رفتاري مواد با شناخت عناصر تشكيل دهنده آنها روشن خواهد شد. بر اين اساس مشخص شدن عناصر تشكيل دهنده يعني تعيين تركيب شيميايي همه اسرار مربوط به خصوصيات مواد را آشكار مي‌‌كند. براستي با دانستن تركيب شيميايي، خواص مواد معلوم خواهد شد؟
با كمي دقت و توجه به تركيبات شيميايي مواد پيرامون خويش در مي‌‌يابيم كه بسياري از آنها با وجود اين كه در رفتار و خواص با يكديگر بسيار متفاوتند، داراي عناصر تشكيل دهنده و تركيب شيميايي يكسان مي‌باشند و برخي ديگراز مواد با داشتن عناصر تشكيل دهنده و تركيب شيميايي متفاوت با يكديگر، داراي خواص و رفتار مشابهي هستند. پس چه چيزي بجز تركيب شيميايي موجب تفاوت در رفتار مواد مي‌‌شود؟
براي جواب اين سئوال لازم است كه بيشتر با ساختار و ويژگي‌هاي مواد آشنا شويم.
ساختار مواد چيست؟
ساختار مواد ارتباط بين اتم‌‌ها، يون‌‌ها و مولكول‌‌هاي تشكيل دهنده آن مواد را مشخص مي‌‌كند. براي شناخت ساختار مواد ابتدا بايد به نوع اتصالات بين اتم‌‌ها و يون‌‌ها پي برد. به طور حتم با پيوندهاي شيميايي آشنايي داريد. پيوندهاي شيميايي نحوه اتصال ميان اتم‌‌ها و يون‌‌ها را مشخص مي‌‌كنند. بنابراين تفاوت پيوندهاي شيميايي مختلف را در ويژگي‌هاي اين پيوندها مي‌‌توان مشاهده كرد. به عنوان مثال در نمك طعام به دليل وجود پيوند يوني كه منجر به محصور شدن الكترون‌‌ها مي‌‌شود، خاصيت رسانايي مشاهده نمي‌شود زيرا الكترون‌‌ها كه حامل و انتقال دهنده‌ي بار الكتريكي هستند، به دليل محصور شدن امكان حركت ندارند و چيزي براي انتقال بار الكتريكي در ميان ماده وجود نخواهد داشت. در مقابل در فلزات، مانند مس، به دليل وجود پيوند فلزي كه موجب آزادي الكترون‌‌ها مي‌‌شود و امكان تحرك الكترون‌‌ها را فراهم مي‌‌نمايد، مي‌‌توانيم خاصيت رسانايي را انتظار داشته باشيم. زيرا الكترون‌‌هاي آزاد، امكان انتقال بار الكتريكي را در طول ماده فراهم مي‌آورند. همانطور كه ذكر شد اطلاع از نوع پيوندهاي اتمي مي‌‌تواند به شناخت ما از رفتار و خواص مواد كمك كند. اما آيا تنها با دانستن نوع پيوندها تمامي خواص و رفتار يك ماده را مي‌‌توان پيش‌‌بيني كرد؟
براي روشن شدن مطلب مثال معروفي را ارائه مي‌‌كنيم. همانطور كه مي‌‌دانيد گرافيت و الماس هر دو از اتم‌‌هاي كربن تشكيل شده‌‌اند و هر دو ريخت‌‌هاي مختلفي از عنصر كربن هستند. اما چرا خواص گرافيت و الماس تا اين حد با يكديگر متفاوت است؟ الماس به عنوان سخت‌‌ترين ماده طبيعي معرفي مي‌‌گردد و گرافيت به دليل نرمي بسيار، به عنوان ماده روانساز به كار گرفته مي‌‌شود! تفاوت رفتار و خواص گرافيت و الماس را به نوع اتصال و پيوند شيميايي اتم‌‌هاي كربن نمي‌‌توان نسبت داد زيرا در هر دو شكل اين ماده - كه تنها داراي اتم‌‌هاي كربن است - يك نوع پيوند شيميايي وجود دارد. بلكه علت در چگونگي اتصالات و پيوندهاي شيميايي اين دو شكل كربن است. در گرافيت اتم‌‌هاي كربن شش ضلعي‌‌هاي پيوسته‌‌اي شبيه به يك لانه زنبور تشكيل مي‌‌دهند كه در يك سطح گسترده شده است. لايه‌‌هاي شش ضلعي ساخته شده با قرار گرفتن روي هم، حجمي را تشكيل مي‌‌دهند كه به آن گرافيت مي‌‌گوييم. واضح است كه در ساختار گرافيت دو نوع اتصال وجود خواهد داشت: يك نوع اتصال، اتصالي است كه بين اتم‌‌هاي كربن هر لايه لانه زنبوري وجود دارد و جنس آن از نوع پيوند كوالانسي است. نوع دوم اتصالي است كه لايه‌‌هاي لانه زنبوري را به يكديگر وصل مي‌كند. بديهي است كه اين نوع از جنس اتصالات اوليه يعني پيوندهاي اتمي نيست. بنابراين پيوند به هم پيوستگي دوم - كه قدرت به هم پيوستگي لايه‌‌ها را مشخص مي‌‌كند - ضعيف‌‌تر از اتصال اوليه كه يك پيوند كوالانسي است، خواهد بود. پس مي‌توان انتظار داشت كه گرافيت، در جهت صفهات لانه‌زنبوري به دليل داشتن پيوند قوي كووالانسي استحكام بالايي داشته باشد؛ بالعكس، اين ساختار در جهت عمود بر صفحات لانه زنبوري به علت وجود پيوند ضعيف ثانويه بين لايه‌ها، به مراتب كمتر از استحكام درون آنها، داراي مقاومت است. از طرفي به دليل پيوندهاي ضعيف بين لايه‌‌اي انتظار مي‌‌رود كه با اعمال نيرويي بيشتر، لايه‌‌هاي لانه زنبوري بتوانند بر روي يكديگر بلغزند.

نمونه برداري خاک: هدف:تجزيه وشناخت خاک و در نتيجه مورد استفاده قرار دادن آن است 1.تقسيم بندي زمين:بر اساس نوع زمين ونوع گياه وشيب يا مسطح بودن 2.نمونه ...

خاک توده‌اي از مواد طبيعي با شرايط مناسب براي پرورش گياهان که تحت تاثير عوامل تخريبي (اثر عوامل جوي و موجودات ذره بيني) و عوامل سازنده (تشکيل مواد سمي ...

● نانو دانش و فنون مقياس نانو در اين نوشتار با دو دسته از مواد هوشمند نوع اول آشنا خواهيم شد که آشنايي با آنها ديد مناسبي از نحوه عملکرد ساير مواد اين ...

بشر با تلاش براي دستيابي به مواد جديد, با استفاده از مواد ألي (عمدتا هيدروكربنها) موجود در طبيعت به توليد مواد مصنوعي نايل شد. اين مواد عمدتا شامل عنص ...

كانابيس (حشيش يا ماري جوانا) از ۵۰۰۰ سال پيش هم براي مقاصد تفريحي و هم براي مقاصد طبي مورد استفاده بود. اين ماده كه منشأ آن را چين يا آشور دانسته اند، ...

خاک توده اي از مواد طبيعي با شرايط مناسب براي پرورش گياهان که تحت تاثير عوامل تخريبي (اثر عوامل جوي و موجودات ذره بيني) و عوامل سازنده (تشکيل مواد سمي ...

فرآورده هاي نفتي از پرمصرف ترين مواد شيميايي در دنياي مدرن امروز محسوب مي شوند. با توجه به حجم عظيم سوختي که براي توليد نيرو در اتومبيل ها و ايجاد حرا ...

از اين پس دانشمندان مي توانند با استفاده از مکعب هاي توخالي نوعي سوخت هسته اي جديد، اورانيوم راديواکتيو را جذب و پاک کرده و به اين ترتيب سوخت اتمي تمي ...

دانلود نسخه PDF - ساختار مواد