Solido
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 Corpo continuo · Continuo di Cauchy |
Si definisce solido una porzione di materia che si trova in uno stato condensato caratterizzato da resistenza a deformazione e a variazioni di volume.
Alla scala microscopica, le particelle che lo compongono (atomi, molecole o ioni) sono:
- fortemente impacchettate tra loro
- oscillano attorno a posizioni relative fisse nello spazio (moto di agitazione termica)
- reagiscono ai cambiamenti di forma e di volume con sforzi che sono funzione dell'entità della deformazione subita.
La branca della fisica che si occupa dei solidi è detta fisica dello stato solido, mentre la chimica dello stato solido si concentra principalmente sulla natura e proprietà chimiche e chimico-fisiche dei solidi.
Dal punto di vista macroscopico, il concetto di solido si identifica con il concetto di materiale solido e di corpo solido. Lo studio dei materiali solidi rientra nella Scienza dei materiali e nella Tecnologia dei materiali. Lo studio del comportamento meccanico del corpo solido è oggetto della meccanica dei solidi. Nel modello di corpo solido rientrano gran parte degli elementi strutturali più comuni (travi, piastre, membrane, ecc.) di cui la meccanica delle strutture fornisce una rappresentazione semplificata del comportamento.
[modifica] Tipi
I solidi possono essere distinti in amorfi e cristallini a seconda che sia individuabile o no una struttura regolare nella disposizione delle particelle che li compongono. Un discorso a parte meritano i polimeri, nei quali generalmente zone a struttura regolare (cristallina) coesistono frammiste con zone a struttura irregolare (amorfa): in questi casi si usa parlare di percentuale di cristallinità.
La struttura di un solido ne influenza profondamente le proprietà: si pensi per esempio che la grafite pura e il diamante sono entrambi costituiti da atomi di carbonio e differiscono tra loro solo per il reticolo cristallino.
I solidi cristallini hanno punto di fusione ben definito e talvolta presentano comportamenti differenti in differenti direzioni di misurazione, ovvero possono essere anisotropi. In presenza di un solvente molto polare quale l'acqua, danno luogo a soluzioni in cui gli ioni esistono solvatati in fase liquida. Sia tali soluzioni sia i solidi ionici fusi sono in grado di condurre la corrente elettrica, mentre allo stato solido ciò non è possibile perché gli elettroni sono implicati rigidamente nel legame ionico così come lo sono gli ioni.
I solidi amorfi, come conseguenza della loro struttura casuale, sono caratterizzati da maggior contenuto entropico rispetto ai solidi ionici e non hanno punto di fusione ben definito (i legami tra le particelle non hanno tutti la stessa forza) e costante nel tempo. Hanno la caratteristica di essere materiali isotropi e non sono solubili nei comuni solventi.
I solidi cristallini possono essere ulteriormente classificati in base alla disposizione spaziale assunta dalle particelle che li compongono, ossia al loro reticolo cristallino e all'essere formati da un singolo cristallo (monocristalli) o da più cristalli (policristalli) aggregati tra loro. I monocristalli sono molto sfruttati per la caratterizzazione di questi composti tramite metodiche quali la diffrazione dei raggi X, la spettroscopia di diffrazione elettronica e la spettroscopia fotoelettronica.
