Wussten Sie, dass es eine Disziplin namens Materialwissenschaft gibt, die sich mit Festkörpern befasst ? Dieser Aggregatzustand, der Feststoff, gehört zu den Zuständen, von denen bekannt ist, dass sie Veränderungen in Form und Volumen widerstehen. Im Gegensatz zu Flüssigkeiten und Gasen sind seine Partikel eng zusammengeschlossen und geordnet, sodass sie eine Form haben. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über diese Phase des Problems.
Was sind Feststoffe?
Ein Feststoff ist definiert als ein Aggregatzustand, in dem die Teilchen eines Materials in starren und starken Bindungen miteinander verbunden sind . Aufgrund dieser Besonderheit können wir sagen, dass dieser Materiezustand dank der Kohäsionskraft zwischen den Partikeln, die ihm Form, Festigkeit und Steifheit verleihen, eine genau definierte Struktur aufweist. Darüber hinaus weisen sie eine große Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Kräften und eine hohe Härte auf.
Es gibt verschiedene Arten von Feststoffen und sie werden nach der Form klassifiziert, die sie annehmen können. Ein Salzkristall besteht beispielsweise aus Natrium- und Chlorionen, die durch Ionenbindungen zusammengehalten werden. In Metallen werden Elektronen in verschiedenen Bindungsarten geteilt, und in Diamanten wird die Festigkeit durch kovalente Bindungen gewährleistet.
Eigenschaften von Feststoffen
Abhängig vom konstanten Druck, der auf einen festen Gegenstand ausgeübt wird, kann dieser einen größeren Widerstand gegen Verformung entwickeln. Ein Beispiel hierfür sind Kristallstrukturen, deren Dichte variieren kann. Weitere Highlights sind wie folgt zusammengefasst:
- Steifigkeit : Steifigkeit ist die Fähigkeit eines Elements, äußeren Kräften standzuhalten, die Gelenke aufrechtzuerhalten und sich nicht zu verformen. Festkörper mit dieser Eigenschaft verformen sich nicht.
- Hat eine bestimmte Form : Alle Feststoffe haben eine bestimmte Form und fließen nicht wie im flüssigen oder gasförmigen Zustand, außer unter bestimmten äußeren Drücken.
- Zerbrechlichkeit: Dies ist eine weitere Eigenschaft von Feststoffen, die es ihnen ermöglicht, bei Einwirkung von Kraft in verschiedene Fragmente zu zerbrechen, d. h. sie sind spröde.
- Härte: Unter Härte versteht man die Widerstandsfähigkeit von Materialien gegenüber Veränderungen durch Abrieb, Kratzer, Schnitte oder jegliche Art von Eindringen. Diamant ist ein sehr harter Feststoff.
- Elastizität: Hierbei handelt es sich um die Eigenschaft, dass Körper nach dem Zusammendrücken ihre Größe wiedererlangen, wenn die Kraft, die die Verformung verursacht, verschwindet.
- Duktilität und Formbarkeit : Bezieht sich auf die Eigenschaft eines Festkörpers, sich formen oder seine Form ändern zu können, ohne zu brechen. Ein Beispiel ist Kupfer, das zu Drähten, Drähten oder Platten gestreckt werden kann.
Feststoffe können ihre Form aufgrund von Prozessen wie Fusion ändern , bei denen Wärme angewendet wird, um den Zusammenhalt zwischen ihren Partikeln aufzubrechen. Bei der Sublimation geht das Element durch Manipulation von Temperatur und Druck vom festen in den gasförmigen Zustand über. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass sie keine flüssige Phase durchläuft.
Die häufigsten Verwendungszwecke und Anwendungen
Feststoffe gehören zu den häufigsten Materiezuständen in der Natur. Die meisten Gegenstände um uns herum befinden sich in dieser Phase und können daher problemlos in den Händen gehalten werden. Einige der bemerkenswertesten Beispiele, Verwendungen und Anwendungen sind:
- Alle Metalle außer Quecksilber liegen in festem Zustand vor . Tatsächlich behalten sie bei Raumtemperatur dank der Wirkung der metallischen Bindungen zwischen ihren Atomen ihre Festigkeit und Härte.
- Eis ist eine der festen Formen von Wasser , das zur Kristallisation auf einen Gefrierpunkt gebracht wird. Im Topf dient es zum Kühlen von Stoffen und zum Konservieren von Lebensmitteln.
- Ein weiteres Beispiel für ein festes Element ist Beton , eine Mischung aus Zement, Kies und Wasser, die nass verwendet wird. Beim Trocknen bildet es eine sehr feste Struktur, weshalb es im Baubereich eingesetzt wird.
- Natürlich können wir Knochen anführen, eine Form der Kalziummineralisierung, die in allen Wirbeltieren vorhanden ist.
Zusammenfassend handelt es sich bei Festkörpern um einen Aggregatzustand, der sich durch seine Härte, Steifigkeit und hohe Dichte auszeichnet. Sie werden in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt und stellen eine der häufigsten Phasen der Materie dar. Es gibt verschiedene Arten und je nach Typ können sie mehr oder weniger zerbrechlich sein.