ID: 00007295
Жидкие кристаллы
Кристаллические твёрдые тела характеризуются наличием строгого порядка в расположении атомов (молекул). Для большинства же знакомых нам жидкостей характерно отсутствие порядка в расположении молекул.
Однако в природе встречаются вещества, обладающие одновременно основными свойствами кристалла и жидкости. С одной стороны, эти вещества текучи как жидкости. С другой стороны, они характеризуются порядком в расположении молекул и, соответственно, анизотропией физических свойств (зависимостью оптических, электрических и других свойств от направления в веществе). Такие вещества называются жидкими кристаллами.
Первое жидкокристаллическое соединение, холестерилбензоат, было открыто австрийским учёным Рейнитцером. Рейнитцер обнаружил, что при температуре плавления, равной 145 °С, кристаллическое вещество превращалось в мутную, сильно рассеивающую свет жидкость, которая затем при 179 °С становилась прозрачной. Поражённый этим необычайным явлением, Рейнитцер отправил свои препараты немецкому кристаллографу Отто Леману с просьбой помочь разобраться в странном поведении холестерилбензоата. Исследуя препараты с помощью поляризационного микроскопа, Леман установил, что мутная фаза, наблюдаемая Рейнитцером, является анизотропной, а прозрачная - изотропной.
Жидкими кристаллами являются в основном органические вещества, молекулы которых имеют, например, длинную нитевидную форму. Нитевидные молекулы расположены параллельно друг другу, однако беспорядочно сдвинуты, т. е. порядок, в отличие от обычных кристаллов, существует только в одном направлении. Физические свойства жидкого кристалла (например, его прозрачность при прохождении светового луча) зависят от направления в кристалле. Это используется при создании жидкокристаллических экранов телевизоров
Какому фазовому переходу соответствует процесс нагревания холестерилбензоата при температуре 145 °С? Ответ поясните.
Источник: ФИПИ
Холестерилбензоат — это первое известное жидкокристаллическое вещество. У таких веществ между твёрдым кристаллом и обычной жидкостью есть промежуточное жидкокристаллическое состояние: вещество уже текучее, но в расположении молекул ещё сохраняется порядок, поэтому его свойства анизотропны.
Температура 145 °С — это температура плавления холестерилбензоата. При нагревании до неё твёрдый кристалл разрушается, и вещество переходит из твёрдого состояния в жидкое (жидкокристаллическое). Переход из твёрдого состояния в жидкое называется плавлением.