Kaj je amorfna trdna snov?

Amorfna trdna snov je vsak material, ki nima svojih molekul, razporejenih v rešetko ali kristalno strukturo. Amorfne trdne snovi so razmeroma redke in predstavljajo le 10 odstotkov trdnih snovi na svetu. Najbolj znan primer amorfne trdne snovi je steklo in dejansko se te trdne snovi včasih na splošno imenujejo stekla.
Tri agregatna stanja – trdno, tekoče in plinasto – se pojavijo zaradi različnih stopenj gibanja molekul, ki sestavljajo snovi. Molekule in atomi v plinih imajo širok razpon gibanja, ki se širi, ker so molekule med seboj šibko povezane. Tekočine imajo bolj omejen obseg gibanja, vendar se njihove molekule še vedno prosto gibljejo znotraj teh meja in spreminjajo položaj. Ta svoboda je tisto, kar daje tekočinam pomanjkanje trajne oblike.

Po drugi strani pa so molekule v trdnih snoveh povezane brez prave svobode gibanja. Vendar se molekule še vedno premikajo in nihajo v svojih vezi. Oscilacijsko gibanje omogoča segrevanje trdnih snovi. Hitreje ko se molekule zatresejo v svojih vezi, bolj vroč postane predmet.

V kristalnih trdnih snoveh, ki predstavljajo 90 odstotkov trdnih snovi na svetu, so molekule vezane v urejenem vzorcu. Ta urejen vzorec se natančno ponavlja po celotni strukturi in ustvarja mrežo molekul. Nasprotno pa ima lahko amorfna trdna snov ponavljajoč se vzorec za majhne dele sestave, ne pa za celotno.

Amorfne trdne snovi so lahko naravne ali umetne. Pesek, ki udari strelo, bo naravno povzročil nastanek stekla na mestu udarca. Komercialno steklo pa je umetno izdelano, s postopkom, ki ustvarja enake pogoje kot strela, vendar v nadzorovanem okolju. Poleg stekla je ena izmed najbolj razširjenih amorfnih trdnih snovi plastika. Plastika je narejena iz polimerov, dolgih nizov molekul, ki so namensko verige skupaj.

Poleg tega lahko iz kristaliničnih trdnih snovi izdelamo amorfne trdne snovi. Na primer, steklo je narejeno iz kremenčevega peska, kristalne trdne snovi. Pesek se segreje na ekstremne temperature, kar ga učinkovito stopi, nato pa hitro ohlajeno ali prehlajeno, tako da se molekule nimajo časa urediti nazaj v mrežasto obliko. To prehlajenje povzroči molekularno razporeditev stekla, podobno kot če bi nekdo posnel posnetek tekočine.

Ker so strukture amorfnih trdnih snovi podobne tekočinam, jih včasih imenujemo prehlajene tekočine. Ta podobnost je tudi razlog, zakaj se je razvil mit, da je steklo pravzaprav počasi tekoča tekočina. Poleg tega se v nasprotju s kristalno trdno snovjo amorfna trdna snov ne utekočini takoj, ko je izpostavljena toploti, ampak postaja vse bolj mehka.