Wat is de definitie van een vaste stof?

Een vaste stof is een materietoestand die wordt gekenmerkt door deeltjes die zodanig zijn gerangschikt dat hun vorm en volume relatief stabiel zijn. De bestanddelen van een vaste stof hebben de neiging om veel dichter bij elkaar te worden gepakt dan de deeltjes in een gas of vloeistof. De reden dat een vaste stof een stijve vorm heeft, is dat de atomen of moleculen nauw zijn verbonden via chemische bindingen. De binding kan een regelmatig rooster (zoals te zien in ijs, metalen en kristallen) of een amorfe vorm (zoals te zien in glas of amorfe koolstof) produceren. Een vaste stof is een van de vier fundamentele toestanden van materie, samen met vloeistoffen, gassen en plasma.

Vaste stof fysica en vaste stof chemie zijn twee takken van wetenschap gewijd aan het bestuderen van de eigenschappen en synthese van vaste stoffen.

Voorbeelden van vaste stoffen

De materie met een gedefinieerde vorm en volume is solide. Er zijn veel voorbeelden:

• Een baksteen
• Een cent
• Een stuk hout
• Een stuk aluminium metaal (of elk metaal op kamertemperatuur behalve kwik)
• Diamant (en de meeste andere kristallen)

Voorbeelden van dingen die zijn niet vaste stoffen omvatten vloeibaar water, lucht, vloeibare kristallen, waterstofgas en rook.

Klassen van vaste stoffen

De verschillende soorten chemische bindingen die de deeltjes in vaste stoffen verbinden, oefenen karakteristieke krachten uit die kunnen worden gebruikt om vaste stoffen te classificeren. Ionische bindingen (bijvoorbeeld in keukenzout of NaCl) zijn sterke bindingen die vaak resulteren in kristallijne structuren die kunnen dissociëren om ionen in water te vormen. Covalente bindingen (bijvoorbeeld in suiker of sucrose) omvatten het delen van valentie-elektronen. Elektronen in metalen lijken te vloeien vanwege metaalverbindingen. Organische verbindingen bevatten vaak covalente bindingen en interacties tussen afzonderlijke delen van het molecuul vanwege van der Waals-krachten.

Belangrijke klassen van vaste stoffen zijn onder meer:

• mineralen: Mineralen zijn natuurlijke vaste stoffen gevormd door geologische processen. Een mineraal heeft een uniforme structuur. Voorbeelden omvatten diamant, zouten en mica.
• metalen: Vaste metalen omvatten elementen (bijvoorbeeld zilver) en legeringen (bijvoorbeeld staal). Metalen zijn doorgaans hard, vervormbaar, vervormbaar en uitstekende warmtegeleiders.
• keramiek: Keramiek zijn vaste stoffen die bestaan ​​uit anorganische verbindingen, meestal oxiden. Keramiek is vaak hard, bros en corrosiebestendig.
• Organische vaste stoffen: Organische vaste stoffen omvatten polymeren, was, kunststoffen en hout. De meeste van deze vaste stoffen zijn thermische en elektrische isolatoren. Ze hebben meestal lagere smelt- en kookpunten dan metalen of keramiek.
• Samengestelde materialen: Composietmaterialen zijn materialen die twee of meer fasen bevatten. Een voorbeeld hiervan is een plastic dat koolstofvezels bevat. Deze materialen leveren eigenschappen die niet worden gezien in de broncomponenten.
• halfgeleiders: Halfgeleidende vaste stoffen hebben elektrische eigenschappen die tussen die van geleiders en isolatoren liggen. De vaste stoffen kunnen zuivere elementen, verbindingen of gedoteerde materialen zijn. Voorbeelden hiervan zijn silicium en galliumarsenide.
• nanomaterialen: Nanomaterialen zijn kleine vaste deeltjes op nanometergrootte. Deze vaste stoffen kunnen zeer verschillende fysische en chemische eigenschappen vertonen van grootschalige versies van dezelfde materialen. of gouden nanodeeltjes zijn bijvoorbeeld rood en smelten bij een lagere temperatuur dan goudmetaal.
• Biomaterials: Dit zijn natuurlijke materialen, zoals collageen en botten, die vaak zelf kunnen assembleren.