Кристаллического (1) и аморфного (2) вещества

«НЕОБЫЧНЫЕ» СОСТОЯНИЯ МАТЕРИИ

Плазма — электрически нейтраль­ный, сильно ионизированный газ, состоящий из положительно заря­женных ионов, электронов и нейт­ральных молекул. Во многих отноше­ниях плазма ведёт себя как обычный газ и подчиняется законам газовой динамики.

Чтобы превратить газ в плазму (ионизировать его), нужно затратить большую энергию, которая называет­ся энергией ионизации. Легче всего ионизируются пары щелочных метал­лов (энергия ионизации цезия — 375 кДж/моль), труднее всего — бла­городные газы (для гелия энергия ионизации равна 2372 кДж/моль). Плазма возникает в разрядах молний, в пламени. Верхние слои атмо­сферы Земли также представляют со­бой плазму, образовавшуюся под дей­ствием солнечного излучения.

Плазму можно создавать искусст­венно, подвергая нейтральный разре­женный газ действию электрическо­го поля (как в лампах дневного света) или очень высоких температур.

Звёзды состоят из высокоионизированной плазмы, в которой атомы теряют уже не один внешний, а все электроны, для чего требуются колос­сальные температуры. Так, для потери атомом бериллия одного электрона необходима энергия 900 кДж/моль, чтобы оторвать второй электрон, нуж­но уже 17бО кДж/моль, третий — 14 850 кДж/моль, а четвёртый (и по­следний) — 20 900 кДж/моль! Чтобы атомы при столкновениях имели та­кую кинетическую энергию, вещест­во надо нагреть почти до 2 млн. гра­дусов.

По-видимому, большая часть Все­ленной состоит из плазмы, порож­дённой чрезвычайно высокими тем­пературами или радиацией. Таким образом, «необычным» это состояние материи является только с нашей, земной точки зрения.

Стекло трудно однозначно отнести к одному из двух состояний мате­рии — жидкому или твёрдому. Оно обладает свойствами твёрдых ве­ществ, но в то же время имеет струк­туру жидкостей.

Почему же расплавленное стекло при охлаждении не кристаллизуется? Дело в том, что при охлаждении рас­плавленного стекла его вязкость воз­растает очень быстро, и ионы не успе­вают перестроиться и образовать правильную кристаллическую решётку. Подобным же образом ведёт себя, например, глицерин, который трудно закристаллизовать (t _пл=20°С). В сте­клообразном состоянии можно полу­чить даже металл, если его расплавить, а потом охладить с очень большой скоростью — миллионы градусов в секунду.

Тем не менее в специальных усло­виях стекло можно всё же получить и в кристаллическом состоянии. Такие