固体为什么是固体?物理材料学研究实验显微镜

固体为什么是固体?物理材料学研究实验显微镜

固体为什么是固体?
    任何物质都是由许多原子组成的，原子是结构单元。有时，原子是单独存在的；例如，铜块中铜的单原子就是这样的，充日光灯的氖气的单原子也是这样的。大多数情况是，原子相互结合在一起或与其他原子结合在一起组成稳定的单元，称为分子。例如，氧气由氧分子组成，每个氧分子由两个氧原子组成，而这两个氧原子借助于化学键结合在一起。又如，两个氢原子和一个氧原子结合在一起而组成一个水分子。一个钠原子和一个氯原子结合在一起而组成一个氯化钠  (食盐)分子。
    凡是分子和原子都互相吸引。这丰要是原予有电子结构的缘故。当然还有万有引力．但是它比原子间的电力要弱几十亿倍。因此，我们无需对它作深入研究而只要说，原子(或分子)之间的强大吸力使固体具有硬度和强度。这些吸力使原子和分子靠得非常紧密。为了简便起见，我们可把原子或分子看作是坚硬而不可压缩的单元，但是当它们相互压紧时，它们实际上必定会产生少量变形，这样就产生了一个斥力正好与吸力相平衡．因为当固体处于平衡状态时原子之间不可能还有净力。例如，如果我们把两个高尔夫球相互压紧，我们就可想象有一个合力使它们相互压紧。但是，实际上它们‘将在接触部位产生少量变形，这时，对继续变形的阻力正好等于压紧力。两个高尔夫球之问确实有一斥力，它的大小等于我们所加的外力。不用说，只有在两个球相接触时才会产生这种斥力，这就是原子之问的斥力，因而称为“短程”力。另一方面，如果我们把一小块强磁铁放在一个高尔夫球内，而把一块软铁放在另一个高尔夫球内，它们将隔着很长一段距离相互吸引。这就像原子(或分子)之间的“长程”吸力。如果现在让这两个球自由运动，它们将在吸力的作用下靠拢，结果相瓦压紧，从而在接触部位产生微量变形以致斥力与吸力相平衡。
    原子(或分子)之间的吸力具有不同的型式。有金属中产生的吸力(金属键)，有食盐晶体中产生的吸力(离子键)，还有尼龙或聚乙烯之类的塑料块分子之间产生的吸力(范德瓦尔斯键)。如果我们要使固体发生变形也就是使它的形状改变，我们就应加力来对抗原予之间和分子之问的吸力。