Nêu đặc trưng của cấu trúc vật rắn kết tinh

Bài 50: Chất rắn

Câu 1 (trang 249 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Nêu đặc trưng của cấu trúc vật rắn kết tinh.

Lời giải:

a) Các chất rắn kết tinh được cấu tạo từ cùng một loại hạt, nhưng cấu trúc tinh thể không giống nhau thì những tính chất vật lí của chúng cũng rất khác nhau.

Ví dụ: kim cương và than chì đều được cấu tạo từ các nguyên tử cacbon, nhưng chúng có cấu trúc tinh thể không giống nhau nên chúng có tính chất rất khác nhau: kim cương rất cứng và không dẫn điện; than chì khá mềm, dễ tách lớp và dẫn điện,...

b) Mỗi chất rắn kết tinh ứng với mỗi cấu trúc tinh thể có một nhiệt độ nóng chảy xác định không đổi ở mỗi áp suất cho trước. Ví dụ: ở áp suất khí quyển, nước đá nóng chảy ở 0^oC, thiếc nóng chảy ở 232^oC, sắt nóng chảy ở 1520^oC,...

c) Vật rắn đơn tinh thể là vật được cấu tạo từ một tinh thể hoặc nhiều tinh thể nhỏ liên kết theo một trật tự xác định. Hạt muối, miếng thạch anh, viên kim cương,... là vật rắn đơn tinh thể.

Vật rắn đa tinh thể là vật được cấu tạo từ nhiều tinh thể nhỏ liên kết hỗn độn. Hầu hết các kim loại (sắt, nhôm, đồng,...) là vật rắn đa tinh thể.

Các vật rắn đơn tinh thể có tính dị hướng, tức là các tính chất vật lí của chúng (độ bền, độ nở dài, độ dẫn nhiệt,...) thay đổi theo các hướng khác nhau. Còn các vật rắn đa tinh thể có tính đẳng hướng, tức là các tính chất vật lí của chúng theo mọi hướng đều giống nhau.

d) Trong tinh thể thực thường có những khuyết tật (tức là các sai hỏng so với cấu trúc lí tưởng) nên tính chất của các vật rắn tinh thể bị thay đổi rất nhiều.

Ví dụ: Độ bền của kim loại giảm hàng nghìn lần khi mạng tinh thể có những sai hỏng. Độ dẫn diện của gecmani (Ge) hoặc silic (Si) thay đổi hàng nghìn lần khi cho thêm khoảng 0,1% tạp chất vào mạng tinh thể của chúng.