Střední vzdálenosti mezi částicemi pevné látky jsou desetiny nm. Vzájemné přitažlivé síly mezi částicemi způsobují, že pevná látka vytváří těleso určitého tvaru a objemu. Nepůsobí-li na těleso vnější síly a nemění-li se teplota tělesa, zůstává tvar i objem tělesa stálý.
Dělení pevných látek
Pevné látky dělíme podle pravidelnosti struktury na krystalické a amorfní. Každá látka se může vyskytovat ve skupenství pevném, kapalném, plynném či plazmatu. Jednotlivá skupenství mají své charakteristické vlastnosti. Látky přecházejí mezi skupenstvími v závislosti na teplotě a tlaku. Tyto přechody nazýváme fázové přeměny.
Krystalické látky
Krystalické látky, mezi něž patří většina pevných látek, jsou charakterizovány pravidelným uspořádáním částic (atomů, molekul, iontů) na velkou vzdálenost. Jestliže se pravidelné rozložení částic periodicky opakuje v celém prostoru, který pevné krystalické těleso zaujímá, jde o monokrystal. Monokrystalem je např. křemen, kamenná sůl, diamant. Většina krystalických látek však patří mezi polykrystalické látky. Jsou to látky, které se skládají z velkého počtu drobných krystalků - zrn o rozměrech od 10 mm do několika mm. Uvnitř zrn jsou částice uspořádány pravidelně, vzájemná poloha zrn je však nahodilá. Mezi polykrystaly patří všechny kovy.
- Monokrystaly: uvnitř nichž jsou částice uspořádány tak, že se jejich rozložení v prostoru periodicky opakuje. Toto uspořádání se nazývá dalekodosahové uspořádání. Typickou vlastností monokrystalů je anizotropie - tj. některé fyzikální vlastnosti látek jsou závislé na směru vzhledem ke stavbě krystalu.
- Polykrystaly: skládají se z velkého počtu drobných krystalů - zrn, které mají rozměry od do několika milimetrů. Různá orientace zrn u polykrystalických látek způsobuje, že jsou izotropní, tj. mají ve všech směrech uvnitř krystalu stejné vlastnosti.
Poruchy krystalové mřížky
V reálném krystalu existuje vždy mnoho odchylek od pravidelného uspořádání, proto každý reálný krystal má ve struktuře poruchy (defekty). Tyto poruchy spočívají v porušení pravidelného uspořádání částic v krystalové mřížce. Je tím vysvětlena menší pevnost krystalů, než vyplývá z jejich dokonalé krystalové struktury.
- Vakance: v mřížce je jedno místo nezaplněno.
- Příměsi: v krystalové mřížce jsou jiné atomy než atomy prvků, které tvoří danou látku. Cizí atom může být v mřížce (polovodiče typu P nebo N - příměsi do struktury křemíku) nebo v intersticiální poloze (uhlík ve struktuře železa → ocel).
Amorfní látky
Mezi látky strukturně neuspořádané (s pravidelným uspořádáním na malou vzdálenost) řadíme skla, amorfní látky, zamorfizované látky (původně látky krystalické, které se staly amorfními) a gely. Amorfní látky, jako např. sklo, pryskyřice, vosk, asfalt, mají částice pravidelně uspořádané na krátkou vzdálenost. Uspořádání částic na krátkou vzdálenost způsobuje, že amorfní látky jsou slabě tekuté. Například sklo v okenních sklech ve starých chrámech za dobu mnoha století má horní části skel tenčí než dolní části, což svědčí o jeho pomalém tečení. Některé amorfní látky mohou samovolně přecházet v látky krystalické.
Čtěte také: Nejlepší běžecké boty na silnici
- Krátkodosahové uspořádání: periodické uspořádání částic je omezeno na vzdálenost do zhruba, na větších vzdálenostech je pravidelnost uspořádání porušena.
- Polymery: tvoří zvláštní skupinu amorfních látek organického původu (kaučuk, dřevo, bavlna, srst, kůže, bílkoviny, DNA, celofán, různé plastické hmoty). Základní stavební jednotkou polymerů jsou makromolekuly, které obsahují alespoň jeden řetězec táhnoucí se celou molekulou. Řetězce se různě roztékají, spojují, tvoří sítě. Zajímavou vlastností polymerů oproti pevným látkám je jejich skvělé prodloužení.
Kovová skla
Jestliže chceme vyrobit kov jako látku amorfní, je nutné, aby tavenina velmi rychle ztuhla. Nestihne se vytvořit krystalická struktura a kov zůstane v podobě amorfní látky, kterou nazýváme kovové sklo. Tento materiál má řadu zajímavých vlastností - neobsahuje poruchy krystalové mřížky, proto nedochází k deformaci, nekoroduje, má vysokou mez pevnosti a tvrdosti.
Fázové přeměny a vlastnosti látek
Teplota tání a varu
Krystalické pevné látky přechází do kapalného skupenství při dosažení teploty (bodu) tání (při této teplotě se daná látka vyskytuje jak ve skupenství pevném, tak i kapalném). Teplota tání je závislá na tlaku - s rostoucím tlakem dochází ke snížení bodu tání pro danou látku. Amorfním látkám nelze změřit bod tání, neboť tají plynule při zahřívání. Kapalina (v celém svém objemu) začíná přecházet do plynného skupenství po dosažení své teploty (bodu) varu. Tato hodnota je funkcí tlaku - s rostoucím tlakem se zvyšuje i teplota varu dané látky. Teplota tání určuje teplotu, při které existuje daná látka ve skupenství pevném i kapalném zároveň. Při této teplotě dochází k tání i tuhnutí látky. Teplota varu určuje teplotu, při které existuje daná látka ve skupenství plynném i kapalném zároveň. Při této teplotě dochází k varu i kondenzaci látky.
Deformace tělesa
Když na pevné těleso působíme silou, dojde ke změně tvaru nebo objemu - deformaci tělesa. Deformace tělesa je změna rozměrů, tvaru nebo objemu tělesa způsobená vnějšími silami. Deformace může být pružná (elastická) - když síly přestanou působit, těleso se vrátí do původního tvaru; nebo tvárná (plastická) - když síly přestanou působit, těleso už zůstane v novém tvaru.
- Deformace tahem: dvě síly působí ven z tělesa.
- Deformace tlakem: dvě síly působí dovnitř tělesa.
- Deformace ohybem: u tyče podepřené na koncích, když na ni působí síla kolmá k podélné ose - spodní vrstvy jsou deformovány tahem, horní tlakem, střed zůstává zachován - tyč se prohne.
- Deformace smykem: posunutí jednotlivých vrstev tělesa, přitom vzdálenost vrstev se nemění.
Hustota
Hustota určuje hmotnost látky připadající na daný objem. Značí se ρ. Čím má látka větší hustotu, tím má při stejném objemu větší hmotnost (je těžší). Hustota látek se vypočítává jako podíl hmotnosti a objemu: ρ = m/V.
Základní jednotkou hustoty je kg·m-3, velmi často se pracuje rovněž s jednotkou g·cm-3 (což je tisícina hodnoty hustoty uvedené v základní jednotce). Hustotu kapalin lze změřit pomocí hustoměrů, u pevných látek a plynů se musí vypočítat.
Čtěte také: Jak ochránit lak auta při čištění asfaltu
Vybrané hustoty látek
| Látka | Hustota (g·cm-3) |
|---|---|
| Vodík H2 | 0,09·10-3 |
| Kyslík O2 | 1,43·10-3 |
| Líh C2H5OH | 0,79 |
| Voda H2O | 1,00 |
| Rtuť Hg | 13,50 |
| Železo Fe | 7,86 |
| Olovo Pb | 11,34 |
| Zlato Au | 19,32 |
| Osmium Os | 22,61 |
Elektronegativita
Atomy prvku mají schopnost přitahovat valenční elektrony jiného prvku do svého atomového obalu. Elektronegativita vyjadřuje intenzitu, s jakou atom tyto elektrony přitáhne. Hodnoty elektronegativit je možné publikovat dle různých stupnic, mezi nejběžnější patří Paullingovy a Allred-Rochowy hodnoty elektronegativit. Nejvyšší elektronegativitu má fluor a nejnižší francium (nejelektropozitivnější prvek).
Ionizační energie
Ionizační energie je hodnota energie, která je nutná dodat pro odtrhnutí jednoho elektronu z obalu atomu. Tato energie se udává nejčastěji v jednotce kJ·mol-1. Čím je tato hodnota vyšší, tím méně ochotně opouští elektron atomový obal.
Elektronová afinita
Elektronová afinita je hodnota energie, která se uvolní po přidání jednoho elektronu do obalu atomu.
Asfalt - amorfní látka
Asfalt jako takový je živičnatá látka, která se získává buď přírodní cestou, nebo jako vedlejší produkt při frakční destilaci ropy. Je to směs různých sloučenin uhlovodíků (parafinů, olefinů, kyslíku, dusíku a síry). To, co vídáme denně na silnicích, bychom však správně, technicky, neměli nazývat asfaltem, ale asfaltovou směsí.
Složení a druhy asfaltu
Složení asfaltu se pro praktické účely rozděluje na asfalteny (nositele tvrdosti) a malteny (olejovité látky zodpovědné za plastické a lepivé vlastnosti asfaltu). Asfaltová směs, která se využívá jako stavební materiál při výstavbě pozemních komunikací, je vlastně směs kameniva a asfaltu. Dále se do asfaltové směsi přidávají podle potřeby další látky, které vylepšují vlastnosti výsledného materiálu nebo ho různě upravují. Podle původu můžeme dělit asfalt na přírodní a umělý. Dále můžeme asfalt dělit podle typu užití na asfalt silniční a asfalt stavebně izolační.
Čtěte také: Asfaltové práce
Modifikace asfaltu
- Oxidované asfalty: uplatňují se hlavně v izolačních výrobcích a v menší míře také v silničním stavitelství. Jedná se o proces profukování měkčích asfaltů a zbytků z destilace vzduchem při teplotách kolem 250 až 300 °C.
- Ředěné asfalty: vznikají přidáním organických rozpouštědel. Výsledná látka má výrazně nižší viskozitu. Z důvodu vysokého množství rozpouštědel (40-50 % hmotnosti) se od používání těchto směsí upouští, jelikož uvolňované páry z rozpouštědel představují vyšší nebezpečí požáru.
- Modifikované asfalty s polymery: přidáváním kaučuků a termoplastů vznikají nové druhy asfaltů s lepšími vlastnostmi. Výsledná látka má vyšší bod měknutí s naopak nižším bodem lámavosti. Přidáním zmíněných polymerů se navíc docílí nárůstu tažnosti a vratné deformace. V praxi to znamená, že jsou modifikované asfalty odolnější vůči tvorbě mrazových trhlin a vyježděných kolejí.
Využití asfaltu
Využití asfaltu je v dnešní době velice široké a zdaleka se neomezuje jen na silniční výstavbu. Asfalt je oblíbenou látkou hlavně díky jednoduchosti jeho zpracování a možnému využití ihned po vychladnutí. V porovnání například s betonovou vozovkou vyniká asfalt také snazší údržbou v případě poškození. V našem prostředí se asfalt zpracovává hlavně z ruské parafinické ropy v síti takzvaných obaloven. Těch se v České republice nachází více než stovka. Z jednotlivých obaloven jsou pak asfaltové směsi dopravovány přímo na místa staveb, aby bylo možné asfalt nanášet ještě teplý.
tags: #asfalt #amorfni #krystalicke #latka #informace