物质状态

物质状态

石英玻璃(SiO2)的無定形體結構。

微觀下的磁性序列(每個粒子的磁矩)。

液晶體

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主条目:液晶

液晶擁有液體的流動性和固體有序排列的特徵。例如,向列型液晶相是由長形的柱狀分子(例如4,4'─二甲氧基氧化偶氮苯)組成,在攝氏118-136度是屬於向列型形態。[7]在這個狀態下的分子擁有液體的流動性,但它們(在一定範圍內)只可以指向同一個方向,而且不能夠自由扭動。部分的液晶在科技上有很大的用途,例如液晶顯示器。其他種類的液晶詳見主條目。

無定形體

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主条目:無定形體

無定形體(又名非晶狀體)擁有像液體一樣的不規則結構,但由於分子間的運動相對不自由,因此通常納入固體的類別。常見例子有玻璃、聚苯乙烯、合成橡膠或其他聚合物。很多無定形體當加熱至玻璃轉化溫度時便會軟化成液體。此時,分子是自由流動的。(見右圖)無定形體不存在長距離的整齊排列,但是在有限範圍內,氧原子(O)以正四面體的排列包圍硅(Si)原子。

部分液體屬於非牛頓流體,黏度的大小受作用力和剪應力所影響。因此在某一個流動情況之下便變成無定形體。一個簡單的示範是用玉米粉(在室溫)的水下進行混懸,在靜止的時候為液體狀態,而受力時便好像固態的情況。這種性質稱為剪應膨脹。相反的情況名為剪應收縮,水彩便有這種特性。[8]

磁序狀態

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在過渡金屬的原子,因為有電子單獨存在於原子軌域而且沒有組成鍵,所以在淨自旋不是0的情況下擁有淨磁矩。有一部分固體,不同原子的磁矩都是有規則地排列,因此可以製造成亞鐵磁體、磁鐵和反鐵磁體。

鐵是其中一種可作為鐵磁性物質。每一粒原子會因為排列的形式而令到(在同一個磁疇之內)磁矩的方向一致。如果連疇的排列都是整齊有序,它便是一個永久磁鐵,縱使在無外來磁場之下仍擁有鐵磁性。但當這些加熱至居里點以上時,磁化向量便會消失,失去了鐵磁性,而鐵的居里點是攝氏768度。

反鐵磁性物質的有序排列

在反鐵磁性物質的結構中,相鄰列中的磁距是方向相反而且數值相同,因此淨磁化向量等於零。例如一氧化鎳(NiO),其中一半的鎳原子的磁距排列因與另一半相反而抵消。

亞鐵磁性物質的有序排列

在亞鐵磁性物質的結構中,相鄰列中的磁距是方向相反但數值不同,因此不能完全抵消並擁有淨磁化向量。例子如磁鐵礦(Fe3O4)中含有Fe2+和Fe3+的離子,而它們的磁矩並不一樣,是亞磁鐵的一種。

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