Почему Кристаллы сохраняют объём и форму

В твердых телах силы взаимодействия между атомами большие. Атомы расположены в определенном, строгом порядке, образовав трехмерную кристаллическую решетку. Атомы совершают только колебательные движения и не могут самостоятельно менять свое положение. Из-за наличия кристаллической решетки твердые тела сохраняют свою форму и объем.

Любое вещество может находиться в одном из трёх агрегатных состояний:

в жидком; в газообразном; в твёрдом.

При этом молекулы, характерные для данного вещества, при переходе из одного агрегатного состояния в другое, не изменяются. Меняется только характер их движения и расстояние между ними.

Три агрегатных состояния

Между молекулами вещества действуют силы взаимного притяжения и взаимного отталкивания, которые на некотором расстоянии между частичками компенсируют друг друга, устанавливая строго определенное межмолекулярное расстояние для данного вещества при данной температуре. Эти силы достаточно мощные, чтобы удерживать молекулы рядом друг с другом, но короткодействующие. Если тело разделить на две части, то для того, чтобы соединить эти части, то есть приблизить молекулы на такое расстояние, чтобы включились силы межмолекулярного притяжения, необходимо приложить усилия. Так можно слепить свинцовые цилиндрики, но нельзя соединить осколки стекла, так как стекло хрупкое, и попытки сдавить осколки приведут к их разрушению.

При газообразном состоянии вещества молекулы так быстро и хаотично двигаются, что не способны приблизится для включения сил взаимного притяжения. Поэтому газ занимает весь предоставленный ему объём и не имеет ни своей формы, ни своего объёма.

В жидком агрегатном состоянии вещество сохраняет объём за счёт сил взаимного притяжения между молекулами, которые интенсивно колеблются, при этом расположены достаточно близко друг к другу, чтобы начать притягиваться. Но этих сил недостаточно для сохранения формы. Жидкость приобретает форму сосуда, в который её поместили.

Твёрдые тела

В твёрдом агрегатном состоянии тело может находиться в аморфном и кристаллическом виде. В аморфном виде молекулы вещества, совершая колебательные движения, настолько близко расположены друг к другу, что между молекулами включается огромная сила взаимного притяжения, способная сохранять и форму тела и его объём. Например, смола. Но молекулы расположены хаотично, не имея строгого порядка. Это приводит к тому, что некоторые молекулы могут изменить своё положение. Такие тела обладают слабо выраженной едва заметной текучестью.

Если же молекулы расположены строго упорядоченными рядами, образуя кристаллическую решетку, то при этом у молекул нет возможности для перескакивания, и кристаллы сохраняют и правильную форму и объём.