5.1.3.4. Átmenet a cseppfolyós és kristályos állapotok között

Az 5.1.3.1. pontban leírtak szerint a kristályt úgy értelmeztük, hogy benne az alkotó atomok, ionok vagy molekulák szabályos térbeli hálózatot, kristályrácsot alkotnak. Pontosan mit értünk ezen? A kérdés elsősorban akkor válik fontossá, ha nem atomok ülnek a rácspontokon, nem is egyszerű, néhány atomból álló rendszerek, hanem a kristály bonyolult, sokatomos molekulákból áll össze. Ekkor ugyanis nem csak a rácspontokon találhatók részecskék, sőt ott esetleg nincsenek is.

Szabályos kristályt úgy képzelünk el, hogy benne minden irányban hosszú távú rend uralkodik. Ezen két dolgot kell értenünk. Egyrészt azt, hogy az egyes részecskék tömegközéppontjai a teljes kristályban szabályos rendben sorakoznak, másrészt azt, hogy a részecskék orientációja, irányítottsága ugyancsak szabályos. Ez utóbbi nem azt jelenti, hogy az egyes molekulák feltétlenül egy irányba állnak, lehet, hogy az egyik jobbra, a másik balra dől, forog vagy tekeredik, de az egészen biztos, hogy a jobbrabalra dőlés, forgás és tekeredés periodikusan ismétlődik. Folyadékállapotból a kristályos szilárd állapotba való átmenet során a két feltétel rendszerint egy lépésben valósul meg. De nem mindig: a természet képes arra is, hogy a kétfajta rendezettséget fokozatosan, két lépésben hozza létre.

Plasztikus kristálynak nevezik az olyan anyagokat, melyekben a részecskék tömegközéppontjai szabályos rendben állnak ugyan, de a molekulák irányítottsága nem szabályos. A többékevésbé gömbszerű molekulák között találunk erre példákat. Nézzük például a fullerént (5.45–5.47. ábrák). Az anyag szabályos, lapon centrált köbös kristályt ad, egyegy molekula 12 ötszöget és 20 db hatszöget tartalmaz. Vajon mi a két átellenes ötszögön átmenő tengelyek iránya a kristályrácsban? Vajon minden egyes fullerénmolekulában ugyanaz? –10 °C alatt a kérdésre igen a válasz. Ám ezen a hőmérsékleten fázisátalakulás történik, ami fölött a molekulák a kristályrácsban már szabadon foroghatnak. Látható tehát, hogy noha a kristályban a molekulák tömegközéppontjainak rendje megmaradt, az orientációs rend megszűnt. Plasztikus kristályok, ahogy a nevük is sugallja, általában puha, könnyen deformálható, viasszerű anyagok.

A folyadékkristályokban (5.49. ábra) a molekulák hosszú távon is szabályos orientációjúak, azonban ez a tömegközéppontok térbeli rendjében már nem áll fönn. Az ilyen molekulákban általában nagy a méretkülönbség az egyik térirányban a másik kettőhöz képest.

A nematikus rendszerekben a molekulák hosszúkásak. Tömegközéppontjuk rendezetlen, ám hossztengelyük iránya többékevésbé rendezett. A molekulák elektromos vagy mágneses térrel orientálhatók adott irányba. Ilyenkor az optikai, elektromos és egyéb tulajdonságok megváltoznak, pl. az anyag átlátszóból átlátszatlanná válik.

Szmektikus kristályok ugyancsak hosszú, pálcika alakú molekulákból képződnek. Ezekben a molekulák irányítottságán kívül a tömegközéppontok is többékevésbé rendezettek – de csak az egyik térirányban. Néhány molekula vastagságú rétegekből állnak, melyekben a molekulák tengelyei többékevésbé merőlegesek a rétegek síkjára. A rétegek szabadon elmozdulhatnak, folyhatnak egymáson.

A koleszterikus folyadékkristályok vékony monomolekulás rétegeket képeznek, melyekben a molekulák hossztengelyei rendezettek és a rétegek síkjában fekszenek. A következő réteg ugyanilyen, de a benne fekvő molekulák tengelyei nem azonos irányúak az előző rétegével. Lapos, korong alakú molekulák esetén alakulhat ki az ún. diszkotikus folyadékristály.

Ellentétben a plasztikus kristállyal, a folyadékkristály – ahogy a neve is mondja – folyik. Melegítés hatására valódi folyadékká, hűtésre valódi kristályos anyaggá alakul. Szerkezete és ezáltal tulajdonságai azonban nemcsak a hőmérséklettel, hanem mechanikai feszültséggel, elektromos vagy mágneses térrel is befolyásolhatók. Számos felhasználása is ezen alapul.

 

search

5.49. ábra. Folyadékkristályok típusai: a) nematikus, b) szmektikus, c) diszkotikus, d) koleszterikus.

 

Tartalomjegyzék

• Általános kémia • Negyedik, átdolgozott kiadás
• Impresszum
• Előszó a negyedik kiadáshoz
• Előszó a harmadik kiadáshoz
• Előszó a második kiadáshoz
• Előszó
• chevron_right1. Fizikai mennyiségek és mérésük
  • chevron_right1.1. Méréstechnikai, méréselméleti alapfogalmak
    • 1.1.1. Mértékegységek
    • 1.1.2. Összetett és származtatott egységek
    • 1.1.3. Nagyságrendek
    • 1.1.4. Dimenzióanalízis
    • 1.1.5. A mérés mint művelet, folyamat
  • chevron_right1.2. Alapvető fizikai mennyiségek és mérésük
    • 1.2.1. A hosszúság
    • 1.2.2. A térfogat
    • 1.2.3. A tömeg
    • 1.2.4. A sűrűség
    • 1.2.5. Az erő, az impulzus, a munka és a teljesítmény
    • 1.2.6. A nyomás
    • 1.2.7. A hőmérséklet
  • Ellenőrző kérdések
  • Összefoglaló feladatok
• chevron_right2. Elemek és vegyületek
  • chevron_right2.1. Atomok és elemek
    • 2.1.1. Az atomok stabilitása
    • 2.1.2. Az elemek periódusos rendszere
  • chevron_right2.2. Molekulák és vegyületek
    • 2.2.1. A kémiai képlet
    • 2.2.2. Ionos kötés
    • 2.2.3. Kovalens kötés
  • 2.3. Az Avogadro-szám és a mól fogalma
  • 2.4. A vegyületek osztályozása
  • 2.5. A vegyületek elnevezése
  • Ellenőrző kérdések
  • Összefoglaló feladatok
• chevron_right3. Keverékek és elegyek
  • chevron_right3.1. Homogén és heterogén rendszerek
    • 3.1.1. Kolloid rendszerek
  • chevron_right3.2. Oldatok, elegyek
    • 3.2.1. Koncentrációk, koncentrációszámítás
  • Ellenőrző kérdések
  • Összefoglaló feladatok
• chevron_right4. Kémiai reakciók
  • 4.1. Kémiai reakcióegyenletek
  • 4.2. A kémiai reakciók típusai
  • chevron_right4.3. Oxidáció-redukció
    • 4.3.1. Az oxidáció foka
    • 4.3.2. Vegyületek elnevezése. A 2.5. pont folytatása
    • 4.3.3. Redoxireakciók
  • 4.4. Kémiai reakciók mennyiségi viszonyai: sztöchiometria
  • Ellenőrző kérdések
  • Összefoglaló feladatok
• chevron_right5. Halmazok, halmazállapotok, halmazállapot-változások
  • chevron_right5.1. Egykomponensű, egyfázisú rendszerek
    • chevron_right5.1.1. Gázok állapotai és állapotegyenletei
      • 5.1.1.1. A tökéletes gáz állapotegyenlete
      • 5.1.1.2. Reális gázok állapotegyenlete
    • chevron_right5.1.2. Folyadékállapot
      • 5.1.2.1. Felületi feszültség
      • 5.1.2.2. A viszkozitás
      • 5.1.2.3. A párolgás
    • chevron_right5.1.3. A szilárd állapot jellemzői
      • 5.1.3.1. A kristályok szerkezete
      • 5.1.3.2. Mi van az elemi cellában?
      • 5.1.3.3. Kvázikristályok
      • 5.1.3.4. Átmenet a cseppfolyós és kristályos állapotok között
      • 5.1.3.5. Szilárd anyagok felületi sajátságai
      • 5.1.3.6. Olvadás: a kristályrács összeomlása
      • 5.1.3.7. Szilárd anyagok gőztenziója
      • 5.1.3.8. Amorf anyagok
  • 5.2. Egykomponensű rendszerek fázisegyensúlyai
  • chevron_right5.3. Kétkomponensű rendszerek
    • 5.3.1. Gázelegyek
    • chevron_right5.3.2. Folyadékelegyek, folyadék–gőz egyensúlyok
      • 5.3.2.1. Korlátlanul elegyedő folyadékpárok
      • 5.3.2.2. Folyadék–gáz elegyek, avagy hogyan készítsünk erős szódavizet?
      • 5.3.2.3. Korlátlanul elegyedő folyadékpárok (folytatás)
      • 5.3.2.4. Korlátoltan elegyedő folyadékpárok
    • 5.3.3. Kétkomponensű szilárd–folyadék egyensúlyi rendszerek
    • chevron_right5.3.4. Kolligatív sajátságok
      • 5.3.4.1. A tenziócsökkenés törvénye
      • 5.3.4.2. A forráspont-emelkedés törvénye
      • 5.3.4.3. A fagyáspontcsökkenés törvénye
      • 5.3.4.4. Ozmózisnyomás
  • Ellenőrző kérdések
  • Összefoglaló feladatok
• chevron_right6. A kémiai termodinamika alapjai
  • 6.1. Intenzív és extenzív mennyiségek. Erők és áramok. Egyensúly: a termodinamika nulladik főtétele
  • 6.2. Munka és energia: a termodinamika első főtétele
  • chevron_right6.3. A folyamatok iránya: a II. főtétel
    • 6.3.1. Az entrópia
    • 6.3.2. Mitől függ a termodinamikai valószínűség?
  • 6.4. Az entrópia abszolút értéke: a III. főtétel
  • 6.5. Kémiai potenciál. A fundamentális egyenlet
  • chevron_right6.6. Termokémia
    • 6.6.1. Belső energia és hő
    • 6.6.2. Az entalpia
    • 6.6.3. Latens hők
    • 6.6.4. Kémiai reakciók entalpiaváltozása. A Hess-tétel
    • 6.6.5. Energiaforrásaink
  • chevron_right6.7. Anyagtranszport
    • 6.7.1. A szabadentalpia
    • 6.7.2. Standard moláris szabadentalpia
  • 6.8. Az egyensúly
  • 6.9. Egyensúly és kémiai potenciál
  • Ellenőrző kérdések
  • Összefoglaló feladatok
• chevron_right7. Kémiai egyensúlyok
  • 7.1. Kémiai reakciók hajtóereje: az affinitás
  • chevron_right7.2. Az egyensúlyi állandó
    • 7.2.1. Végül is mitől függ a kémiai egyensúly?
  • 7.3. Homogén és heterogén egyensúlyok
  • 7.4. A víz ionizációs egyensúlya és a pH
  • chevron_right7.5. Sav-bázis egyensúlyok
    • 7.5.1. Gyenge savak és bázisok
    • 7.5.2. Hidrolízis
    • 7.5.3. Pufferek
    • 7.5.4. Gyenge és erős savak (gyenge és erős bázisok) elegye
    • 7.5.5. A közelítések és elhanyagolások szerepe egyensúlyi számításokban
    • 7.5.6. Titrálás, indikátorok
  • chevron_right7.6. Oldhatósági egyensúlyok
    • 7.6.1. Az ásványok és kőzetek keletkezése
  • Ellenőrző kérdések
  • Összefoglaló feladatok
• chevron_right8. Sav-bázis elméletek
  • 8.1. Az Arrhenius-féle sav-bázis elmélet
  • 8.2. A Brønsted–Lowry sav-bázis elmélet
  • 8.3. Protonállapotok
  • 8.4. A Lewis-féle sav-bázis koncepció
  • 8.5. Szupersavak
  • 8.6. Kritikai észrevételek és további elméletek
  • Ellenőrző kérdések
  • Összefoglaló feladatok
• chevron_right9. Elektrokémia
  • chevron_right9.1. Az elektródpotenciál
    • 9.1.1. Fém-fémion rendszerek
    • 9.1.2. Gázelektródok
    • 9.1.3. Másodfajú elektródok
    • 9.1.4. Redoxielektródok
    • 9.1.5. pH-függő elektródok
  • chevron_right9.2. Pourbaix-diagramok és redoxireakciók
    • 9.2.1. Pourbaix-diagramok
    • 9.2.2. Redoxirendszerek – másként
    • 9.2.3. Korrózió, korrózióvédelem
  • chevron_right9.3. Galvánelemek
    • 9.3.1. Galvánelem és kémiai egyensúly
    • 9.3.2. Galvánelemek és akkumulátorok
  • chevron_right9.4. Elektrokinetikai jelenségek és egyéb huncutságok
    • 9.4.1. Elektroforézis
    • 9.4.2. Elektrokrom effektus
    • chevron_right9.4.3. Elektrolízis
      • 9.4.3.1. Klóralkáli elektrolízis
      • 9.4.3.2. Galvanizálás
  • Ellenőrző kérdések
  • Összefoglaló feladatok
• chevron_right10. Az atomok szerkezete
  • 10.1. Kísérleti előzmények
  • chevron_right10.1.1. A fény
    • 10.1.2. A fényelektromos effektus
    • 10.1.3. A hidrogénatom vonalas spektruma
    • 10.1.4. Iránykvantálás
  • 10.2. A kvantummechanika matematikai háttere
  • chevron_right10.3. Az atomok szerkezete
    • 10.3.1. A kvantummechanikai atommodell
    • 10.3.2. A spin és a Pauli-elv
    • 10.3.3. Többelektronos atomok. A periódusos rendszer felépítése
    • 10.3.4. A periódusos rendszer csodái
    • 10.3.5. Hová kerüljenek a jövőbeli elemek?
    • 10.3.6. Ki látott már atomot?
  • 10.4. Az elemek keletkezése
  • Ellenőrző kérdések
  • Összefoglaló feladatok
• chevron_right11. A molekulák szerkezete
  • chevron_right11.1. A kémiai kötés
    • 11.1.1. A hidrogénmolekula
    • 11.1.2. Hogyan kombinálódnak a pályák egymással?
    • 11.1.3. Kétatomos molekulák elektronszerkezete
    • chevron_right11.1.4. Többatomos molekulák elektronszerkezete
      • 11.1.4.1. A hibridizáció
      • 11.1.4.2. π-rendszerek delokalizációja
    • chevron_right11.1.5. Nagyon-nagyon sokatomos „molekulák” elektronszerkezete
      • 11.1.5.1. Szilárd testek elektromos vezetése
  • chevron_right11.2. A molekulák geometriája
    • 11.2.1. A vegyértékhéj-elektronpár taszítási elmélet
  • chevron_right11.3. A molekulák belső mozgásformái: rezgő- és forgómozgás
    • 11.3.1. A molekulák forgómozgása
    • 11.3.2. Molekulák rezgőmozgása: a mikroszkopikus örökmozgó
    • 11.3.3. Molekulák konformációs lehetőségei
    • 11.3.4. Sztereokémiai ábrázolásmódok
  • chevron_right11.4. Az elektronsűrűség
    • 14.4.1. A molekulák alakja
    • 11.4.2. Hol az az atom és hol van az a kötés?
  • chevron_right11.5. Molekulák közötti kölcsönhatások
    • 11.5.1. A Van der Waals-erők
    • 11.5.2. A hidrogénkötés
    • 11.5.3. Gulliver és a törpék
  • 11.6. Anyagi és molekuláris tulajdonságok
  • Ellenőrző kérdések
  • Összefoglaló feladatok
• chevron_right12. A kémiai kinetika
  • chevron_right12.1. A kémiai reakciók időbeli lefutása
    • 12.1.1. A sebességi törvény
    • 12.1.2. A reakciók rendje
    • 12.1.3. A reakciósebesség hőmérsékletfüggése
    • 12.1.4. Az átmenetiállapot-elmélet
    • 12.1.5. Katalízis
    • 12.1.6. A reakciósebesség mérése
  • chevron_right12.2. A kémiai reakciók mechanizmusa
    • 12.2.1. A reakciók molekularitása
    • 12.2.2. Összetett reakciók típusai
  • 12.3. Elemi reakciók dinamikája
  • 12.4. Kémiai reaktorok
  • Ellenőrző kérdések
  • Összefoglaló feladatok
• Adattár
• chevron_rightAz összefoglaló feladatok megoldásai
  • 1. fejezet
  • 2. fejezet
  • 3. fejezet
  • 4. fejezet
  • 5. fejezet
  • 6. fejezet
  • 7. fejezet
  • 8. fejezet
  • 9. fejezet
  • 10. fejezet
  • 11. fejezet
  • 12. fejezet
• Mutató

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

Nyomtatott megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 664 114 6

A kémiának számos ága létezik (szerves, szervetlen, fizikai, analitikai, bio- és polimer-kémia stb.), de általános kémia nevű diszciplínát nem ismerünk. Mégis: a General Chemistry, Allgemeine Chemie, Общая химия kifejezések jól ismertek az egész világon. A világ minden részén százszámra találhatók ilyen címmel könyvek, és aligha van olyan egyetemi kémia fakultás, ahol ez a tantárgy ismeretlen. Az általános kémia kurzusok és könyvünk célja az, hogy az olvasó középiskolából hozott kémiai ismereteit olyan szintre segítse, amelyre a fenti szaktárgyak alapozhatnak. Feladata az alapfogalmak definiálása, mintegy a kémiai nyelv alapszókincsének megismertetése, a fontosabb fizikai és kémiai jelenségek és összefüggések megvilágítása.

A könyv több – tipográfiailag is elkülönített – szinten használható. Anyaga a középiskolai kémiától elvezet az egyetemek másod- és harmadéves fizikai kémia tárgyáig. A fontos jelenségek mellé a haladók számára mélyebb magyarázatokat mellékel, melyeket a kezdők nyugodtan átugorhatnak anélkül, hogy ez gátolná a fő gondolat-menet megértését. Az olvasót számos érdekesség, tudománytörténeti kitekintés, rengeteg színes ábra, fénykép és több száz kidolgozott példa is segíti.

Könyvünk elsőrendű célja tehát adott: bevezetés vagy inkább átvezetés a felsőfokú kémiába. A megcélzott olvasókör is adott: érdeklődő középiskolásoknak éppúgy szól, mint első- és másodéves, kémiát tanuló egyetemi hallgatóknak. Emellett ajánlható a középiskolák kémiatanárainak is: számos, a középiskolákban is könnyen használható anyagot tartalmaz – másként, mint ahogyan a középiskolákban általában tanítani szokás. Végül, de nem utolsósorban ajánljuk a könyvet mindazoknak, akik bármikor, bármilyen szinten belekóstoltak vagy belemerültek a kémia izgalmas világába.

Hivatkozás: https://mersz.hu/altalanos-kemia-uj//