Ключевые слова:
аморфный,
кристалл
Прежде, чем мы вплотную займемся этим вопросом, давайте посмотрим, что же такое стекло. Стекло самого высочайшего качества имеет химическую формулу SiO2. Но это утверждение может ввести нас в заблуждение. Эта формула приводит нас к мысли о том, что существуют маленькие молекулы диоксида кремния, такие же, как молекулы двуокиси углерода. Но маленьких молекул двуокиси кремния просто не существует в природе.
Вместо этого, в природе SiO2 часто встречается в виде
кристаллического твердого тела с такой структурой, которую вы видите
на рисунке справа. Каждый атом кремния связан с четырьмя атомами
кислорода, разумеется, в форме тетраэдра; а каждый атом кислорода
соединен с двумя атомами кремния. Когда SiO2 находится в
этой кристаллиической форме, мы называем его кремнеземом. Если
вы встречаете его в форме больших кристаллов, то мы называем его
кварцем. Когда же у нас есть большое количество очень маленьких
кристаллов,
мы называем это песком.
Но такой кремнезем не является стеклом. Прежде, чем мы сделаем из него стекло, нам надо его неким образом обработать. Нам надо нагревать его до тех пор, пока он не расплавится, а потом очень быстро охладить. Когда он плавится, атомы кремния и кислорода вырываются из образованной ими кристаллической структуры. Если бы мы охлаждали его медленно, то атомы смогли бы медленно выстроиться обратно в кристаллическом порядке по мере замедления своего движения. (Как вы помните, теплота есть ничто иное как случайное движение атомов и молекул. Горячие атомы движутся много, а холодные атомы движутся очень мало.)
Но если мы достаточно быстро его охладим, то атомы в кремнеземе будут, так сказать, остановлены на лету. У них просто не будет времени для того, чтобы выстроиться, и они застрянут в любом прежнем порядке. Это будет выглядеть примерно так:
Как вы видите, в таком расположении атомов отсутствует всякий порядок.
Мы называем такие материалы аморфными.
Это и есть то стекло, которое используется для изготовления линз
телескопов и прочих подобных вещей. Оно обладает очень хорошими
оптическими свойствами, но оно очень хрупкое. Для повседневного
использования нам необходимо что-нибудь попрочнее. Большая часть
стекла делается из песка, и, когда мы расплавляем песок, мы обычно
добавляем некоторое количество карбоната натрия. Это позволяет нам
получить более прочное стекло со структурой, которая выглядит
примерно так:
Так является ли такое стекло полимером или нет? Обычно стекло не считают полимером. Но почему? Некоторые люди говорят, что стекло не является органическим веществом, а полимеры, как правило, являются органическими соединениями. Но ведь существует также и большое число неорганических полимеров. Например, что вы скажете насчет полисилоксанов? Эти линейные и, да, действительно неорганические материалы обладают структурой, очень похожей на структуру стекла, и они считаются полимерами. Посмотрите-ка на полисилоксан:
Так что стекло можно рассматривать как полисилоксан с высокой степенью сшивания. Но обычно мы не думаем о нем в таких терминах. Почему? Я и сам толком не знаю. Есть ли у вас мысли по этому поводу? Напишите нам о них по адресу: [email protected]
Вернуться в директорию
Третьего УровняВернуться
в основную директорию Макрогалереи