Física dos corpos cristalinos. Sólidos. Corpos cristalinos. Corpos amorfos. Tipos de redes cristalinas
Os sólidos mantêm a sua forma durante muito tempo e é necessário fazer um esforço considerável para alterar o seu volume.
Ao definir os sólidos, via de regra, associamos suas propriedades às características externas - preservação da forma e do volume. No entanto, os sólidos também diferem uns dos outros na sua estrutura interna. Alguns deles têm estrutura de cristal— as micropartículas (átomos, íons, moléculas) que as compõem estão ordenadamente localizadas em distâncias significativas, ou seja, mantêm a ordem de longo alcance. Esses sólidos são chamados cristalino. Estes incluem metais, sal de cozinha, açúcar, diamante, grafite, quartzo, etc.
Outros corpos não possuem um arranjo ordenado específico de átomos, íons ou moléculas e, em sua estrutura interna, lembram mais os líquidos, pois se caracterizam por uma ordem de curto alcance no arranjo das micropartículas. Tais órgãos são chamados amorfo. São cera, vidro, diversas resinas, plásticos, etc.
Corpos cristalinos e amorfos pode ser distinguido visualmente: em uma fratura, os corpos amorfos formam uma superfície de formato irregular e os cristais têm bordas planas e uma superfície escalonada.
O estado amorfo é bastante instável e com o tempo corpos amorfos pode tornar-se cristalino. Por exemplo, em doces de açúcar, que têm propriedades amorfas, cristais de açúcar se formam após armazenamento prolongado. Além disso, sob certas condições, os corpos cristalinos podem tornar-se amorfos. Por exemplo, o rápido resfriamento de alguns metais leva à formação de seu estado amorfo (vítreo).
Corpos amorfos têm as mesmas propriedades em diferentes direções de ligações intermoleculares. É por isso que eles dizem que eles isotrópico. Com o aumento da temperatura, eles “tornam-se mais macios” e apresentam fluidez, mas, como os corpos cristalinos, não possuem ponto de fusão fixo.
Palavra "isotrópico" vem de gr.isos - par, idêntico;tropos - direção.
Corpos cristalinos são caracterizados por uma certa ordem interna de colocação de átomos e moléculas, formando várias redes espaciais, que são chamadas de cristalinas. Dependendo de sua forma, eles são diferentes monocristais as substâncias formam certas formas geométricas. Assim, um único cristal de sal de cozinha tem a forma de um cubo, o gelo tem a forma de um prisma hexagonal e um diamante tem a forma de um hexágono regular (Fig. 3.12). Via de regra, eles são pequenos em tamanho, mas grandes monocristais também são encontrados na natureza, por exemplo, foi encontrado um bloco de quartzo da altura de uma pessoa.
Em condições naturais, a maioria dos corpos cristalinos consiste em pequenos cristais únicos que cresceram juntos de forma desordenada. Eles são chamados policristais. Um exemplo desse tipo de policristal é um floco de neve, que assume vários formatos, mas suas asas sempre têm direção hexagonal. Matéria do site
Monocristais são diferentes anisotropia propriedades, ou seja, sua dependência da direção de orientação das faces cristalinas. Por exemplo, um mineral natural como a mica delamina-se facilmente em placas sob a influência da força ao longo de um plano, mas exibe uma resistência significativa na direção perpendicular. Os policristais são isotrópicos em suas propriedades. Isto se deve à orientação aleatória dos monocristais que os constituem.
Palavra "anisotrópico" traduzido do grego significa “não é o mesmo em direção”.
Muitos corpos cristalinos, idênticos em sua composição química, possuem propriedades físicas diferentes. Este fenômeno é chamado polimorfismo. Por exemplo, por natureza química, o diamante e a grafite são carbono em duas modificações diferentes. Eles têm redes cristalinas de diferentes formatos e, portanto, as forças de interação entre os átomos neles são diferentes. Isto explica, em particular, as suas diferentes durezas: a grafite é macia, o diamante é um mineral duro.
Em condições de laboratório, são obtidas cerca de dez modificações de gelo, embora apenas uma exista na natureza.
Nesta página há material sobre os seguintes temas:
Breve mensagem sobre corpos cristalinos e amorfos
Relatório do corpo cristalino brevemente
Um corpo amorfo não pode se transformar em cristalino com o tempo
Propriedades mecânicas dos sólidos relatam brevemente
Corpos amorfos cristalinos brevemente
Dúvidas sobre este material:
Um sólido é um dos quatro estados fundamentais da matéria, além de líquido, gás e plasma. Caracteriza-se pela rigidez estrutural e resistência a mudanças de forma ou volume. Ao contrário de um líquido, um objeto sólido não flui nem assume a forma do recipiente em que é colocado. Um sólido não se expande para preencher todo o volume disponível como um gás.
Os átomos em um sólido estão intimamente conectados entre si, estão em um estado ordenado nos nós da rede cristalina (são metais, gelo comum, açúcar, sal, diamante) ou estão dispostos irregularmente, não têm repetibilidade estrita no estrutura da rede cristalina (são corpos amorfos, como vidro de janela, resina, mica ou plástico).
Corpos cristalinos
Os sólidos cristalinos ou cristais têm uma característica interna distinta - uma estrutura em forma de rede cristalina, na qual átomos, moléculas ou íons de uma substância ocupam uma determinada posição.
A rede cristalina leva à existência de faces planas especiais nos cristais, que distinguem uma substância da outra. Quando exposta aos raios X, cada rede cristalina emite um padrão característico que pode ser usado para identificar a substância. As bordas dos cristais se cruzam em certos ângulos que distinguem uma substância de outra. Se o cristal for dividido, as novas faces se cruzarão nos mesmos ângulos que as originais.
Por exemplo, galena - galena, pirita - pirita, quartzo - quartzo. As faces do cristal se cruzam em ângulos retos na galena (PbS) e na pirita (FeS 2), e em outros ângulos no quartzo.
Propriedades dos cristais
- volume constante;
- forma geométrica correta;
- anisotropia - a diferença nas propriedades mecânicas, luminosas, elétricas e térmicas em relação à direção do cristal;
- um ponto de fusão bem definido, pois depende da regularidade da rede cristalina. As forças intermoleculares que mantêm um sólido unido são uniformes e é necessária a mesma quantidade de energia térmica para quebrar cada força simultaneamente.
Corpos amorfos
Exemplos de corpos amorfos que não possuem estrutura estrita e repetibilidade de células da rede cristalina são: vidro, resina, Teflon, poliuretano, naftaleno, cloreto de polivinila.
Eles possuem duas propriedades características: isotropia e ausência de ponto de fusão específico.
A isotropia de corpos amorfos é entendida como as mesmas propriedades físicas de uma substância em todas as direções.
Em um sólido amorfo, a distância aos nós vizinhos da rede cristalina e o número de nós vizinhos variam ao longo do material. Portanto, diferentes quantidades de energia térmica são necessárias para quebrar as interações intermoleculares. Conseqüentemente, as substâncias amorfas amolecem lentamente em uma ampla faixa de temperaturas e não possuem um ponto de fusão claro.
Uma característica dos sólidos amorfos é que em baixas temperaturas eles têm propriedades de sólidos e, quando a temperatura aumenta, têm propriedades de líquidos.
Sólidos são corpos cristalinos e amorfos. Cristal é como o gelo era chamado nos tempos antigos. E então eles começaram a chamar o quartzo de cristal e consideraram esses minerais como gelo petrificado. Os cristais são naturais e são utilizados na indústria joalheira, ótica, engenharia de rádio e eletrônica, como suporte de elementos em instrumentos de ultraprecisão, como material abrasivo ultraduro.
Os corpos cristalinos são caracterizados pela dureza e possuem uma posição estritamente regular de moléculas, íons ou átomos no espaço, resultando na formação de uma rede cristalina periódica tridimensional (estrutura). Externamente, isso é expresso por uma certa simetria da forma de um corpo sólido e por suas certas propriedades físicas. Na sua forma externa, os corpos cristalinos refletem a simetria inerente ao “empacotamento” interno das partículas. Isso determina a igualdade dos ângulos entre as faces de todos os cristais constituídos pela mesma substância.
Neles, as distâncias de centro a centro entre átomos vizinhos também serão iguais (se estiverem localizados na mesma linha reta, essa distância será a mesma em todo o comprimento da linha). Mas para átomos situados em linha reta com uma direção diferente, a distância entre os centros dos átomos será diferente. Esta circunstância explica a anisotropia. A anisotropia é a principal diferença entre os corpos cristalinos e os amorfos.
Mais de 90% dos sólidos podem ser classificados como cristais. Na natureza eles existem na forma de monocristais e policristais. Monocristais são monocristais cujas faces são representadas por polígonos regulares; Eles são caracterizados pela presença de uma rede cristalina contínua e anisotropia de propriedades físicas.
Policristais são corpos constituídos por muitos pequenos cristais, “crescidos juntos” de forma um tanto caótica. Policristais são metais, açúcar, pedras, areia. Em tais corpos (por exemplo, um fragmento de metal), a anisotropia geralmente não aparece devido ao arranjo aleatório dos elementos, embora a anisotropia seja característica de um cristal individual desse corpo.
Outras propriedades dos corpos cristalinos: temperatura estritamente definida (presença de pontos críticos), resistência, elasticidade, condutividade elétrica, condutividade magnética, condutividade térmica.
Amorfo - sem forma. É assim que esta palavra é traduzida literalmente do grego. Corpos amorfos são criados pela natureza. Por exemplo, âmbar, cera. Os humanos estão envolvidos na criação de corpos amorfos artificiais - vidro e resinas (artificiais), parafina, plásticos (polímeros), colofónia, naftaleno, var. não possuem devido ao arranjo caótico de moléculas (átomos, íons) na estrutura do corpo. Portanto, para qualquer corpo amorfo eles são isotrópicos - iguais em todas as direções. Para corpos amorfos não existe ponto de fusão crítico; eles amolecem gradualmente quando aquecidos e se transformam em líquidos viscosos; Os corpos amorfos recebem uma posição intermediária (transitória) entre os líquidos e os corpos cristalinos: em baixas temperaturas eles endurecem e tornam-se elásticos, além disso, podem se dividir em pedaços disformes com o impacto. Em altas temperaturas, esses mesmos elementos apresentam plasticidade, tornando-se líquidos viscosos.
Agora você sabe o que são corpos cristalinos!
Propriedades dos líquidos
1. Características do estado líquido. Fechar pedido.
2. Tensão superficial. Forças que surgem em uma superfície curva. Fórmula de Laplace. Fenômenos umectantes e capilares.
1. Características do estado líquido. Estado líquido, ocupa intermediário entre gases e cristais, combina alguns recursos de ambas as condições. Para cristalino a condição é típica arranjo ordenado de partículas(átomos ou moléculas), em gases Nesse sentido caos completo. Segundo estudos de raios X, os líquidos ocupam uma posição intermediária em relação à natureza do arranjo das partículas.
No arranjo das partículas líquidas existe um chamado fechar pedido. Significa que em relação a qualquer partícula, o arranjo dos seus vizinhos mais próximos é ordenado. No entanto À medida que você se afasta de uma determinada partícula, o arranjo de outras partículas em relação a ela torna-se cada vez menos ordenado e rapidamente a ordem no arranjo das partículas desaparece completamente.
Em cristais ocorre ordem de longo alcance – arranjo ordenado de partículas em relação a qualquer partícula é observado dentro de um volume significativo.
Permite avaliar a estrutura de uma substância função de distribuição radial(em alguns livros é chamada de função de distribuição de pares). Vamos escolher alguma molécula como corpo de referência. O número médio de moléculas em uma camada esférica com um volume localizado à distância R da molécula selecionada (Fig. 10.1) denotamos dN(r). Probabilidade de detectar moléculas nesta camada esférica
caso gás ideal nenhum elemento de volume tem vantagem e a probabilidade de encontrar uma partícula em um determinado volume é proporcional ao volume e g(r)= 1.
Num cristal ideal a estrutura é rígida e todas as distâncias mútuas são fixas (Fig. 10.2).
Os picos correspondem aos pontos da rede e a largura final da linha g(r)é uma consequência das vibrações dos átomos em relação a um nó em um cristal real.
mais suave que a de um cristal). Em longas distâncias a curva tende a 1, como para um gás ideal.
apenas a orientação é ordenada, o acordo mútuo é o mesmo que nos líquidos comuns, não detecta ordem de longo alcance.
2. Tensão superficial .
As moléculas de um líquido estão tão próximas umas das outras que as forças de atração entre elas são significativas. A interação diminui rapidamente com a distância, começando em uma certa distância R(raio de ação molecular). Para cada molécula localizada na camada superficial espessa R, haverá uma força direcionada para dentro do líquido (Fig. 10.5).
para aumentar a energia potencial de uma molécula. Aquilo é na camada superficial, as moléculas têm energia potencial adicional - superfície .
Devido à presença de forças agindo sobre as moléculas na camada superficial e direcionadas para o líquido, o líquido tende para reduzir sua superfície, como se estivesse envolto em um filme elasticamente esticado, com tendência a encolher (na verdade, não há filme).
Imaginemos uma película de líquido (por exemplo, película de sabão) esticada sobre uma armação de arame, cujo lado (o jumper) pode se mover (Fig. 10.6). Devido à tendência de diminuição da superfície, uma força atuará sobre o fio. É direcionado tangencialmente à superfície do líquido, perpendicular à seção do contorno (comprimento do jumper) sobre o qual atua ().
igual à força de tração do filme, ou seja, . O coeficiente 2 aparece devido ao fato do filme possuir duas camadas superficiais.
Líquido fora do campo de forças externas assumirá uma forma com área de superfície mínima, ou seja, formato de bola.
Pressão sob uma superfície curva.
No caso de uma superfície curva, as forças de tensão superficial tendem a encurtar esta superfície. (Fig. 10.7).
pressão no caso de uma superfície não curva, e >0 no caso de uma superfície convexa, e<0, если поверхность вогнутая (в этом случае поверхностный слой, стремится сократиться, растягивает жидкость и давление уменьшается).
Vamos calcular pressão adicional para uma superfície líquida esférica. Vamos dissecar mentalmente uma gota esférica de líquido em dois hemisférios usando um plano diametral. Devido à tensão superficial
Laplace generalizou esta fórmula para uma superfície de qualquer formato.
Fórmula de Laplace parece com isso:
Fenômenos umectantes e capilares.
Umedecimento é um fenômeno que ocorre quando um líquido entra em contato com a superfície de um sólido ou outro líquido.. É expresso em particular, no espalhamento de líquido sobre uma superfície sólida. O umedecimento causa a formação de um menisco em um tubo capilar, determina o formato de uma gota em uma superfície sólida, etc. (Observe que o umedecimento é geralmente considerado como resultado de uma interação intermolecular, mas o umedecimento pode ser o resultado de uma reação química ou processos de difusão).
Medida de molhamento geralmente serve ângulo de contato entre tangentes à superfície do líquido. (Fig. 10.10). Se, então eles dizem isso
onde estão os coeficientes de tensão superficial do líquido nos limites: sólido - gás, sólido - líquido, líquido - gás. Reduzindo por, obtemos para o ângulo de contato a razão:
(Por exemplo, ocorrerá umedecimento completo em ).
Umedecer é importante na indústria. Uma boa umectação é necessária ao tingir, lavar, processar materiais fotográficos e soldar. As impurezas afetam muito o valor da tensão superficial. Por exemplo, dissolver o sabão em água reduz o seu coeficiente de tensão superficial em quase 1,5 vezes (o que, em particular, determina a utilização do sabão como detergente). A não molhabilidade pode fazer com que a água não saia da peneira, cujos fios são revestidos com parafina (com baixo nível de água), refutando o conhecido ditado.
Fenômenos capilares.
A existência de molhamento e ângulo de contato leva à curvatura da superfície do líquido próximo às paredes do vaso. Se o líquido molhar as paredes, a superfície terá formato côncavo; caso contrário, será convexa; Esse tipo de superfície curva de um líquido é chamada de menisco. (Fig. 10.11)
| Molhar | Nao molhar |
| Arroz. 10.11 |
Sob uma superfície curva em um capilar, a pressão será diferente da pressão sob uma superfície plana em um valor. Uma diferença de nível é estabelecida entre o líquido no capilar e no vaso largo, de modo que a pressão hidrostática equilibre a pressão capilar. No caso de um menisco esférico
O raio de curvatura do menisco pode ser expresso em termos do ângulo de contato e do raio do capilar R, Então ,
Em caso de molhamento e Quanto menor o raio do capilar, maior será a altura de subida do líquido no capilar R .
O fenômeno capilar ocorre um papel excepcional na vida humana. O fornecimento de umidade às plantas e árvores ocorre justamente com o auxílio dos capilares, que estão em todas as plantas. Os fenômenos capilares também podem desempenhar um papel negativo. Por exemplo, na construção. A necessidade de impermeabilizar as fundações dos edifícios é causada por fenômenos capilares.
Perguntas para autocontrole
1. Descreva o estado líquido em comparação com cristais e gases.
2.O que é pedido de longo e curto alcance?
3.O que a função de distribuição radial permite que você faça? Desenhe para cristais, líquidos e gases.
4.Qual é o coeficiente de tensão superficial?
6.O que é molhar? O que é uma medida de umedecimento? Dê exemplos de processos que requerem um bom umedecimento.
7.O que determina a altura do líquido subindo no capilar?
Aula nº 5 (11)
Propriedades dos sólidos
1. Corpos amorfos e cristalinos. Estrutura e tipos de cristais. De
defeitos nos cristais.
2. Propriedades mecânicas dos cristais. Mecanismo de deformação plástica
ções. Deformação elástica por tração. Lei de Hooke.
Corpos amorfos e cristalinos.
Em corpos amorfos existe fechar pedido disposição dos átomos. Cristais ter de um longo caminho disposição dos átomos. Amorfo corpo isotrópico, cristalino – anisotrópico.
Ao resfriar e aquecer, as curvas de temperatura versus tempo são diferentes para corpos amorfos e cristalinos. Para corpos amorfos, a transição de líquido para sólido pode ser de dezenas de graus. Para cristais, o ponto de fusão é constante. Pode haver casos em que a mesma substância, dependendo das condições de resfriamento, pode ser obtida tanto no estado cristalino quanto no estado sólido amorfo. Por exemplo, vidro resfriamento muito lento lata de derreter cristalizar. Nesse caso, a reflexão e a dispersão da luz ocorrerão nos limites dos pequenos cristais formados, e o vidro cristalizado perderá sua transparência.
Célula de cristal. A principal propriedade dos cristais é a regularidade do arranjo dos átomos neles. O conjunto de pontos nos quais os átomos (mais precisamente, os núcleos atômicos) estão localizados é denominado estrutura de cristal, e os próprios pontos são chamados nós de rede.
A principal característica da rede cristalina é periodicidade espacial sua estrutura: o cristal parece consistir em repetindo partes(células).
Podemos quebrar a rede cristalina em paralelepípedos exatamente idênticos contendo o mesmo número de átomos igualmente espaçados. O cristal representa conjunto de paralelepípedos, paralelos deslocados um em relação ao outro. Se você mover a rede cristalina paralelamente a ela mesma por uma distância igual ao comprimento da borda, a rede se alinhará consigo mesma. Esses deslocamentos são chamados transmissões, e a simetria da rede em relação a esses deslocamentos é considerada simetria translacional(translação paralela, rotação em torno de um eixo, reflexão espelhada, etc.).
Se houver um átomo no vértice de qualquer célula elementar, então os mesmos átomos devem obviamente estar localizados em todos os outros vértices desta e de outras células. Uma coleção de átomos idênticos e identicamente localizados é chamada Treliça de Bravais deste cristal. Ela imagina esqueleto de estrutura de cristal, personificando toda a sua simetria translacional, ou seja, toda a sua periodicidade.
Classificação de diferentes tipos de simetria cristalina baseia-se principalmente na classificação diferentes tipos de grades Bravais.
A rede de Bravais mais simétrica é uma rede com simetria Cuba(sistema cúbico). Existem três diferentes
| Redes de Bravais relacionadas ao sistema cúbico: simples | , | ||
| centrado no corpo(no centro do cubo há um átomo), centrado na face (exceto para os átomos nos vértices - também há um átomo em | |||
centros de todas as suas faces). Além dos cúbicos, existem tetragonais, rômbicos, monoclínicos e outros (não consideraremos).
A rede de Bravais, de modo geral, não inclui todos os átomos do cristal. Estrutura de cristal real pode ser representado como uma coleção de várias redes Bravais empurradas umas para as outras.
Tipos físicos de cristais.
Com base no tipo de partículas a partir das quais a rede cristalina é construída e na natureza das forças de interação entre elas, os cristais iônicos, atômicos, metálicos e moleculares são diferenciados.
1. Cristais iônicos. Íons positivos e negativos estão localizados alternadamente nos nós da rede cristalina. Esses íons são atraídos entre si por forças eletrostáticas (Coulomb). Exemplo: grelha de sal-gema (Fig. 11.1).
| Arroz. 11.1 |
2. Cristais atômicos. Os representantes típicos são grafite e diamante. Conexão entre átomos - covalente. Nesse caso, cada um dos elétrons de valência está incluído em um par de elétrons que conecta esse átomo a um de seus vizinhos.
3. Cristais metálicos. As grades consistem em íons carregados positivamente, entre os quais estão elétrons “livres”. Esses elétrons são “coletivizados” e podem ser considerados uma espécie de “gás eletrônico”. Os elétrons desempenham o papel de “cimento”, retendo os íons “+”, caso contrário a rede se desintegraria. Os íons retêm os elétrons dentro da rede.
4. Cristais moleculares. Um exemplo é o gelo. Existem moléculas nos nós, que estão interligados pelas forças de van der Waals, ou seja forças interações molecular dipolos elétricos.
Pode haver vários tipos de ligações ao mesmo tempo (por exemplo, em grafite - covalente, metálica e van der Waals).
Defeitos em cristais.
Em redes cristalinas reais existe desvios do arranjo ideal dos átomos nas redes que consideramos até agora. Todos esses desvios são chamados defeitos de rede.
Defeitos pontuais- aqueles em que ordem de curto alcance é interrompida:
Outro tipo de defeito é luxações– defeitos lineares da rede cristalina, violando a alternância correta de planos atômicos. Eles interromper a ordem de longo alcance, distorcendo toda a sua estrutura. Eles desempenham um papel importante nas propriedades mecânicas dos sólidos. Os tipos mais simples de luxações são de borda e de parafuso. No caso de um deslocamento de borda, um plano extra cristalino é empurrado entre camadas adjacentes de átomos (Fig. 11.5).
No caso de um deslocamento helicoidal, parte da rede cristalina é deslocada em relação a outra (Fig. 11.6)
4. . 5. . 6. . 7. .
Todos podem facilmente dividir os corpos em sólidos e líquidos. Porém, esta divisão será baseada apenas em sinais externos. Para descobrir quais propriedades os sólidos possuem, iremos aquecê-los. Alguns corpos começarão a queimar (madeira, carvão) - são substâncias orgânicas. Outros irão amolecer (resina) mesmo em baixas temperaturas - estes são amorfos. Um grupo especial de sólidos consiste naqueles para os quais a dependência da temperatura no tempo de aquecimento é apresentada na Figura 12. Estes são sólidos cristalinos. Este comportamento dos corpos cristalinos quando aquecidos é explicado pela sua estrutura interna. Corpos cristalinos- são corpos cujos átomos e moléculas estão dispostos em uma determinada ordem, e essa ordem é preservada por uma distância bastante grande. O arranjo espacial periódico de átomos ou íons em um cristal é chamado estrutura de cristal. Os pontos da rede cristalina nos quais os átomos ou íons estão localizados são chamados de nós da rede.
Os corpos cristalinos são monocristais ou policristais. Monocristal tem uma única rede cristalina em todo o seu volume.
Anisotropia monocristais reside na dependência de suas propriedades físicas da direção. PolicristalÉ uma combinação de pequenos cristais únicos (grãos) com orientação diferente e não possui anisotropia de propriedades. A maioria dos sólidos possui estrutura policristalina (minerais, ligas, cerâmicas).
As principais propriedades dos corpos cristalinos são: certeza do ponto de fusão, elasticidade, resistência, dependência das propriedades da ordem de arranjo dos átomos, ou seja, do tipo de rede cristalina.
Amorfo são substâncias que não possuem ordem no arranjo de átomos e moléculas em todo o volume dessa substância. Ao contrário das substâncias cristalinas, as substâncias amorfas isotrópico. Isso significa que as propriedades são iguais em todas as direções. A transição do estado amorfo para o líquido ocorre gradualmente, não havendo ponto de fusão específico; Os corpos amorfos não possuem elasticidade, são plásticos. Várias substâncias estão em estado amorfo: vidro, resinas, plásticos, etc.
Elasticidade- a propriedade dos corpos de restaurar a sua forma e volume após a cessação das forças externas ou outros motivos que causaram a deformação dos corpos. De acordo com a natureza do deslocamento das partículas de um corpo sólido, as deformações que ocorrem quando sua forma muda são divididas em: tensão - compressão, cisalhamento, torção e flexão. Para deformações elásticas, é válida a lei de Hooke, segundo a qual as deformações elásticas são diretamente proporcionais às influências externas que as causam. Para deformação tração-compressão, a lei de Hooke tem a forma: , onde é a tensão mecânica, é o alongamento relativo, é o alongamento absoluto, é o módulo de Young (módulo de elasticidade). A elasticidade se deve à interação e movimento térmico das partículas que compõem a substância.