Camlar Katı mıdır Yoksa Sıvı mıdır?

Camların nasıl sınıflandırılması gerektiği sorusuna cevap vermek için önce katilar ve sıvılar hakkındaki temel bilgilerimizi özetleyelim. Katiların çoğu düzenli kristal yapıdadır. Yapıdaki atomlar periyodik aralıklarla belirli konumlarda bulunur.

Eğer saflığı bozan katkı maddeleri göz ardı edilirse, mutlak sıfır sıcaklığında kristal yapı mükemmel bir düzene sahiptir.

Sıcaklık arttıkça yapıda bazı bozulmalar olur, ancak çoğu zaman bu bozuklukların oranı çok küçüktür. Sıvılarda ise düzenli bir yapı yoktur.

Katilarda olduğu gibi belirli atomlar birbirlerine göre belirli konumlarda bulunmaz. Sıvıyı oluşturan moleküller belirli bir hacmin içine hapsolmuş bile olsalar birbirlerine göre konumlarını sürekli değiştirerek bulundukları hacmin içinde ötelenme hareketi yapar. Ayrıca sıvılar akışkandır. Akarak konum değiştirebilirler. Örneğin bir ırmağın akması ya da suyun bir kaptan boşalması gibi. Ancak sıvıların akışkanlıkları hayli değişkendir. Örneğin bal da bir sıvı olmasına rağmen bir kaptan boşalması su ya da diğer pek çok akışkana göre daha uzun sürer.

Camlar üretilirken önce ham maddeler çok yüksek sıcaklıklara ısıtılır. Bu sıcaklıklarda ham maddeler sıvı haldedir. Daha sonra malzeme çok hızlı bir biçimde soğutularak üretim tamamlanır. Malzemenin son sıcaklığı donma sıcaklığının altında olduğu ve bir akışkanlığı varsa bile çok düşük olduğu için elde edilen ürünün katı gibi göründüğü söylenebilir. Ancak camlar düzenli bir kristal yapıda değildir. Bu durumun nedeni soğutma işleminin çok hızlı yapılmasıdır. Normalde bir katı donarken önce çok küçük kristaller oluşur, daha sonra diğer atomların bu kristallerin etrafında düzenlenmesiyle makro büyüklükteki çok sayıda kristalden oluşan katilar meydana gelir.

Ancak soğutma çok hızlı yapıldığı zaman, çok küçük kristaller oluşsa bile diğer atomlar bu kristallerin etrafmda düzenlenemeden “katılaşma” tamamlanır.

Bu yüzden düzenli bir kristal yapı oluşamaz. Sonuç olarak camların akışkanlıklarının düşük olması ve görünüşleri nedeniyle katilara, düzenli bir yapıya sahip olmamaları nedeniyle sıvılara benzediği söylenebilir.

Yapısı camlara benzeyen malzemeler, amorf (kristalli yapıda olmayan) katilar olarak sınıflandırılır.