Solid
A szilárd anyag az anyag három gyakori állapotának egyike. A szilárd testekben a molekulák szorosan kötődnek egymáshoz, csak rezegni tudnak. Ez azt jelenti, hogy a szilárd testeknek meghatározott alakjuk van, amely csak akkor változik meg, ha erőhatás éri őket. Ez eltér a folyadékoktól és a gázoktól, amelyek véletlenszerűen mozognak, ezt a folyamatot nevezzük áramlásnak.
Amikor egy szilárd anyag folyadékká válik, ezt nevezzük olvadásnak. A folyadékok fagyasztással válnak szilárddá. Néhány szilárd anyag, például a szárazjég, anélkül is gázzá válhat, hogy előbb folyékonnyá válna. Ezt nevezzük szublimációnak.
A molekulák szilárd anyagban való elrendeződésének ábrája.
A szilárd anyagok fajtái
A szilárd anyagban lévő atomok közötti erők sokféle formában jelentkezhetnek. Például a nátrium-klorid (konyhasó) kristálya ionos nátriumból és klórból áll, amelyeket ionos kötések tartanak össze. A gyémántban vagy a szilíciumban az atomok megosztják az elektronokat, és kovalens kötéseket hoznak létre. A fémekben az elektronokat megosztják a fémes kötésekben. Néhány szilárd anyagot, például a legtöbb szerves vegyületet az egyes molekulák elektronikus töltésfelhőjének polarizációjából származó "van der Waals-erők" tartanak össze. A szilárdtest-típusok közötti különbségek a kötéseik közötti különbségekből adódnak.
Fémek
A legtöbb fém erős, sűrű, és jól vezeti az elektromosságot és a hőt. A periódusos rendszerben a bórtól a polóniumig húzott átlós vonaltól balra lévő elemek tömege fém. Két vagy több elem olyan keverékeit, amelyekben a nagy komponens fém, ötvözeteknek nevezzük.
Az emberek már az őskor óta számos célra használják a fémeket. A fémek szilárdsága és megbízhatósága vezetett ahhoz, hogy széles körben használják őket épületek és egyéb tárgyak készítésénél, valamint a legtöbb járműben, számos szerszámban, csőben, közúti jelzésekben és vasúti sínekben. A vas és az alumínium a két leggyakrabban használt fém. A földkéregben is ezek a leggyakoribb fémek. A vasat leggyakrabban ötvözet, acél formájában használják, amely akár 2,1% szenet is tartalmazhat, így sokkal keményebb, mint a tiszta vas.
Mivel a fémek jól vezetik az elektromosságot, értékes elektromos szerszámokban és az elektromos áram nagy távolságokra történő, kis energiaveszteséggel történő továbbítására. Emiatt az elektromos hálózatok fémkábelekre támaszkodnak az áramellátás érdekében. Az otthoni elektromos rendszereket például rézzel kábelezik a jó vezetőképességű felhasználása miatt. A legtöbb fém nagy hővezető képessége miatt a tűzhelyi főzőedényekhez is jól használható.
Ásványok
Az ásványok természetes szilárd anyagok, amelyek számos geológiai folyamat során, nagy nyomás alatt keletkeznek. Ahhoz, hogy egy anyagot valódi ásványnak tekintsünk, kristályszerkezetűnek kell lennie, és mindenütt egységes fizikai dolgokkal kell rendelkeznie. Az ásványok összetétele a tiszta elemektől és az egyszerű sóktól a nagyon összetett szilikátokig, amelyeknek több ezer ismert formája van, eltérő. Ezzel szemben egy kőzetminta ásványok és/vagy mineraloidok véletlenszerű halmaza, és nincs meghatározott kémiai összetétele. A földkéreg legtöbb kőzetében kvarc (kristályos SiO2 ), földpát, csillám, klorit, kaolin, kalcit, epidot, olivin, augit, kürtblende, magnetit, hematit, limonit és néhány más ásvány található. Egyes ásványok, mint például a kvarc, a csillám vagy a földpát gyakoriak, míg másokat csak néhány helyen találtak a világon. Az ásványok messze legnagyobb csoportját a szilikátok alkotják (a legtöbb kőzet ≥95%-ban szilikátokból áll), amelyek nagyrészt szilíciumból és oxigénből, valamint alumínium, magnézium, vas, kalcium és más fémek ionjaiból állnak.
A New York-i Chrysler Building, a világ legmagasabb acélszerkezetű téglaépülete.
Különböző ásványok gyűjteménye.
