Fast form
Fast form, eller fast tillstånd, är ett av de vanliga aggregationstillstånden, vid sidan av vätska, gas och plasma. En fast substans skiljer sig från vätskor, gaser och plasma genom att den inte lika lätt ändrar sin form som dessa. Fasta ämnen har i regel bestämd form och bestämd volym, eftersom deras partiklar är bundna till relativt fasta lägen och inte fritt kan flyta förbi varandra.[1] De flesta ämnen intar fast form vid lägre temperaturer. Övergång från fast till flytande form kallas smältning. Vid smältning tillförs energi i form av latent värme, utan att temperaturen behöver öka under själva fasövergången.[2]
Symbolen (s) används inom kemin och fysiken för att ange att ett ämne är i fast form.[3] Symbolen sätts i samma teckengrad, i rak stil, tätt intill det ämne eller den förening det tillhör: H2O(s) betecknar vatten i fast form, det vill säga is.
Partikelnivå
[redigera | redigera wikitext]I fast form hålls atomer, joner eller molekyler nära varandra av bindningar eller intermolekylära krafter. Partiklarna kan vibrera kring sina jämviktslägen, men har inte samma fria rörlighet som i en vätska eller gas.[1]
När ett ämne kyls kan den minskade rörelseenergin göra att partiklarna binds i en mer ordnad eller mer fast struktur.[1]
Fasövergångar
[redigera | redigera wikitext]Övergången från vätska till fast form kallas stelning eller frysning, medan övergången från fast form till vätska kallas smältning.[4]
Vissa ämnen kan även övergå direkt mellan fast form och gasform. Övergången från fast form till gas kallas sublimering, och den omvända övergången från gas till fast form kallas deposition eller desublimering.[4]
Mekaniska egenskaper
[redigera | redigera wikitext]Många fasta material kan ta upp skjuvspänning och deformeras elastiskt. För linjärt elastiska material och små deformationer är spänningen proportionell mot deformationen enligt Hookes lag.[5] Om belastningen blir tillräckligt stor kan ett fast material deformeras plastiskt, spricka eller gå sönder. Hur detta sker beror på materialets bindningar, mikrostruktur, temperatur och belastningshastighet.
Inom kontinuummekaniken skiljer man ofta mellan fasta kroppar, som kan bära statisk skjuvspänning, och fluider, som deformeras kontinuerligt under skjuvspänning. För newtonska fluider är skjuvspänningen proportionell mot deformationshastigheten. Sambandet mellan kraft och deformation studeras i hållfasthetslära.
Struktur
[redigera | redigera wikitext]Fasta ämnen kan vara kristallina eller amorfa. I kristallina fasta ämnen är atomer, joner eller molekyler ordnade i en regelbunden, upprepad struktur, ett kristallgitter. I amorfa fasta ämnen, som glas, saknas långväga regelbunden kristallstruktur. Kristallina fasta ämnen har ofta en bestämd smältpunkt, eftersom partiklarna i kristallen är ordnade på ett regelbundet sätt och hålls samman av likartade krafter.[6] Amorfa fasta ämnen mjuknar ofta gradvis inom ett temperaturintervall i stället för att ha en skarp smältpunkt.[6] Ett fast ämnes struktur har stor betydelse för dess fysikaliska egenskaper.[7]
Typer av fasta ämnen
[redigera | redigera wikitext]Kristallina fasta ämnen kan delas in efter vilka partiklar de består av och vilka bindningar eller krafter som håller dem samman. Vanliga huvudtyper är joniska fasta ämnen, molekylära fasta ämnen, metalliska fasta ämnen och kovalenta nätverksfasta ämnen.[8]
Joniska fasta ämnen består av positivt och negativt laddade joner som hålls samman av elektrostatiska krafter, medan metalliska fasta ämnen hålls samman av metallbindning.[8]
Molekylära fasta ämnen består av molekyler som hålls samman av intermolekylära krafter, medan kovalenta nätverksfasta ämnen består av atomer som är bundna till varandra i sammanhängande kovalenta nätverk.[8]
Se även
[redigera | redigera wikitext]Referenser
[redigera | redigera wikitext]- 1 2 3 ”Solid”. Encyclopaedia Britannica. https://www.britannica.com/science/solid-state-of-matter. Läst 9 maj 2026.
- ↑ Kemiskt hand-lexikon: "Aggregationstillstånd" i Projekt Runeberg
- ↑ Anne Marie Helmenstine. ”Chemistry Abbreviations Starting with the Letter S – Abbreviations and Acronyms Used in Chemistry” (på engelska). about.com. Arkiverad från originalet den 10 juli 2014. https://web.archive.org/web/20140710141342/http://chemistry.about.com/od/Chemistry_Abbreviations/a/Chemistry-Abbreviations-Starting-With-The-Letter-S.htm. Läst 14 januari 2015.
- 1 2 ”10.3 Phase Transitions”. Chemistry 2e. OpenStax. https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/10-3-phase-transitions. Läst 9 maj 2026.
- ↑ Petroski, Henry (1996) (på engelska). Invention by Design: How Engineers Get from Thought to Thing. Harvard University Press, Cambridge, MA. ISBN 0674463684. Läst 14 januari 2015
- 1 2 ”Chapter 10 Summary”. Chemistry 2e. OpenStax. https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/10-summary. Läst 9 maj 2026.
- ↑ ”Crystalline and Amorphous Solids” (på engelska). Chemistry 2e. OpenStax via Chemistry LibreTexts. https://chem.libretexts.org/Courses/Prince_Georges_Community_College/CHEM_2000%3A_Chemistry_for_Engineers_%28Sinex%29/Unit_3%3A_States_of_Matter/Chapter_8%3A_Solids/Chapter_12.01%3A_Crystalline_and_Amorphous_Solids. Läst 3 maj 2026.
- 1 2 3 ”Chapter 12.5: Bonding and Properties of Solids”. Chemistry LibreTexts. https://chem.libretexts.org/Courses/Howard_University/General_Chemistry%3A_An_Atoms_First_Approach/Unit_5%3A_States_of_Matter/Chapter_12%3A_Solids/Chapter_12.05%3A_Bonding_and_Properties_of_Solids. Läst 9 maj 2026.
| |||||
|