Katı

Katıların Genel Özellikleri

Bütün maddeler atom ve moleküllerin çeşitli şekillerde bir araya gelmesiyle ortaya çıkar. Katıdaki atomlar, özellikle elektriksel karakterli kuvvetlerle, belirli konumlarda bir arada tutulurlar. Katı atomları bu denge konumları etrafında ısısal etkiler nedeniyle titreşim hareketi yaparlar. Fakat düşük sıcaklıklarda bu titreşim hareketi azdır ve atomlar hemen hemen sabit gibi düşünülebilir. Maddeye ısı enerjisi verilirse bu titreşim genliği artar.

Erime noktası

Her katının bir erime noktası bulunur. Bir katıya ısı verildiğinde katının yapısındaki atomlar, iyonlar ya da moleküller daha şiddetli titreşirler. Sonunda bu titreşimlerin kristal yapısını bozacağı bir sıcaklığa ulaşılır; atomlar, iyonlar ya da moleküller birbirinin üzerinden kayar; katı belli biçimini kaybeder ve sıvıya dönüşür. Bu olaya erime ve bu olayın gerçekleştiği noktadaki sıcaklığa erime noktası denir. Erime noktası ile madde miktarının bir ilgisi yoktur.
"X" katısının erimesi ve donması için gereken sıçaklık aynıdır. Su 0 °C'de donup, 0 °C'de erir.
Erime ve donma noktası üzerine basıncın etkisi vardır. Normal erime noktasından söz edilirken, basınç Atmosfer olarak kabul edilir. Erime noktası, saf maddeler için karakteristik fiziksel bir sabittir.
Bazı hallerde erimiş madde, donma noktasına kadar soğuduğu halde donmaz. İşte bu duruma aşırı soğuma ve donmada gecikme denir. Bu haldeki sıvıya kendi cinsinden küçük bir katı billur atılırsa sıvı maddenin birdenbire donduğu görülür. Buna aşı billuru (kristali) denir. Erime noktası en düşük olan metal -38,83 °C ile Civa (Hg)'dır. En yüksek erime noktasına sahip metal ise de Tungsten veya diğer adıyla Volfram (W)'dır. Erime noktası 3412 °C'dir. Ampullerde kullanılır.

Katı halden gaz hale geçiş

Katı halden gaz hale geçiş veya süblimleşme katı maddenin sıvı hale geçmeden direkt olarak maddenin gaz hale geçmesidir. Bu olayın tersine kırağılaşma denir. Gereken buharlaşma basıncına belli bir sıcaklıkta sahip olan bütün katılar genellikle süblimleşebilir. Karbon, arsenik gibi bazı maddelerin üçlü noktalarının yüksek olması dolayısıyla süblimleşmesi, eriyip buharlaşmasından daha kolaydır.

İletkenlik

Katıların bazıları ısıyı ve elektriği iyi iletirken bazıları iletmez. Bu olaya maddenin iletkenlik özelliği denir. Elektriksel iletkenlik bir iletken malzemeye uygulanan elektriksel alan etkisinde yük taşıyıcılarının uzak mesafeli hareketleri sonucu oluşur. Isı aktarımı ise; sıcaklıkları farklı iki veya daha fazla nesne arasında iletim, taşınım ya da ışınım yoluyla (veya bu yolların birbiri ile olan birleşimları yoluyla) gerçekleşen enerji aktarımının incelenmesidir. Bu transferin matematiksel olarak modellenmesi ısı aktarımı dersinin temel konusunu oluşturur. Termodinamik, akışkanlar mekaniği ve malzeme ile ilişkilidir.

Katı Türleri

Katılar kendi arasında ikiye ayrılır. Bunlar; amorf ve kristal katılardır.

Amorf katılar

Düzensiz tanecik dizilimine sahip katılardır. Kristal katıların aksine erime sıcaklıkları yoktur. Amorf katının erimeye başladığı sıcaklık değişkenlik gösterebilir.
Amorf katılar genellikle sıvı haldeki bir maddenin ani olarak soğutulması ile oluşturulur. Günlük hayatımızda bulunan cam, plastik, lastik, mum amorf katılara örnektir. Şekilleri de belirsizlik gösterir. Uzun süre beklemede akışkan olduğu gözlenmektedir.