Wykład 7 - Stany skupienia materii

http://scholaris.pl/

http://www.youtube.com/

http://wikipedia.com/

Stany skupienia materii

ciało stałe ciecz gaz plazma

-e + e + e

Stany skupienia materii

plazma gaz ciecz ciało stałe topnienie rozpuszczanie

• gaz jest zbiorem cząsteczek (lub atomów) znajdujących się w ciągłym chaotycznym ruchu • gazy nie mają własnego kształtu, przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują

• między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania daleko zasięgowe, a jeśli to bardzo słabe

• cząsteczki gazu zamkniętego w naczyniu, zderzając się ze ściankami naczynia, wywierają na nie określone i stałe ciśnienie

• energia kinetyczna cząsteczek gazu jest >> energia ich wzajemnego oddziaływania

• szybkość ruchu cząsteczek jeśli temperatura

T

k

E

_k





3

2

k -stała Boltzman’a T – temperatura bezwzględna http://en.wikipedia.org/wiki/Kinetic_theory

Gaz doskonały

•gazskłada się z cząsteczek (atomów) będących w nieustającym, przypadkowym ruchu

• cząsteczki (atomy) można traktować jako punkty bezwymiarowe, można zaniedbać wymiary cząsteczek

• cząsteczki gazu nie przyciągają się (brak oddziaływania) • zderzenia między cząsteczkami są doskonale sprężyste

Równanie gazu doskonałego –

Clausiusa-Clapeyrona

F = F1liczba zderzeń p – ciśnienie [Pa]

V– objętość [m3_] n – liczba moli gazu [mol]

R = (NAk)– uniwersalna stała gazowa 8,317 [J/mol·K] T – temperatura bezwzględna [K]

M – masa cząsteczkowa gazu [g/mol] m – masa gazu [g]

Parametry stanu

wielkości fizyczne określające stan termodynamiczny układu: temperatura T ciśnienie p gęstość d objętość V masa m liczba moli n parametry ekstensywne

zależą od ilości materii w układzie

parametry intensywne

nie zależy od ilości materii w układzie

liczba moli ciśnienie

temperatura [K]

Nazwa symbol wartość

Paskal 1 Pa 1 [Nm-2_]

Bar 1 bar 105_[Pa]

Atmosfera 1 atm 101325 [Pa]

Tor 1 Tr 133,322 [Pa]

Milimetr słupa rtęci 1 mmHg 1 [Tr]

ciśnienie jest to stosunek siły do powierzchni,na którą ta siła działa ciśnienie wywierane przez słup Hg na powierzchnię Hg ciśnienie wywierane przez atmosferę na powierzchnię Hg poróżnia Hg h

Kelvin [K] Celsjusz [0_{C] Fahrenheit [}0_F]

zero absolutne 0 -273,15 -459,67

zamarzanie wody 273,15 0 32

wrzenie wody 373,15 100 212

Rozkład Maxwella

rozkład Maxwella podaje jaka część ogólnej liczby cząsteczek gazu doskonałego porusza

się w danej temperaturze z określoną

prędkością przy założeniu równowagi

termicznej danego gazu

temperatura więcej cząsteczek szybciej poruszających się

średnia szybkość poruszania się cząsteczek w gazie jest zależna wyłącznie od ich masy molowej i temperatury

n – liczba cząsteczek O2 v[ m/s] – prędkość cząsteczek

Prawa gazu doskonałego

prawo Avogadro- jednakowe objętości różnych gazów znajdujących się pod tym samym ciśnieniem i w tej samej temperaturze zawierają jednakową liczbę cząsteczek: 23

10

6,023

N





liczba Avogadro

]

3

[

4

,

2

2

V



dm

1 mol każdego gazu w warunkach normalnych: T=273,15K (00_{C) i p= 1013,25 hPa (1atm.)}

zajmujetaką samą objętość

+ gaz - gaz

prawo Boyle’a–Mariotte'a - w stałej temperaturze (warunki izotermiczne, T =

const.) iloczyn ciśnienia i objętości jest

wartością stałą.

.

p

V



const

1

2

2

1

2

2

1

1

p

p

V

V

p

p

V

V





Objętość określonej masy gazu w

warunkach izotermicznych (T = const.) jest odwrotnie proporcjonalna do ciśnienia pod jakim ten gazsię znajduje.

.

const

T

V



2 2 1 1

T

V

T

V

_

prawo Gay–Lussac’a - przy stałym ciśnieniu (warunki izobaryczne, p = const.) objętość danej

masy gazu zmienia się proporcjonalnie do

temperatury.

Pod stałym ciśnieniem objętość zajęta przez

określoną masę gazu jest wprost

prawo Charles’a - przy stałej objętości (warunki izochoryczne, V = const.) ciśnienie gazu zmienia się proporcjonalnie do zmian temperatury.

.

1 1

_const

T

p

_

2 2 1 1 T p T p _

W stałej objętości zajmowanej przez

określoną masę gazu, ciśnienie tego gazu jest wprost proporcjonalne do temperatury bezwzględnej.

Gaz rzeczywisty

Gazy rzeczywiste w warunkach wysokiego

ciśnienia i niskiej temperatury nie stosują się do praw gazudoskonałego.

cząsteczki gazu rzeczywistego posiadają objętość własną

występują pomiędzy nimi oddziaływania międzycząsteczkowe

 zderzenia cząstek nie są doskonale sprężyste

siły odpychania

P



V=n



R



T

zawsze

przy niskich P i

wysokich T

objętość

0

małe ale



0

przyciąganie

0

małe

odpychanie

0

małe

gaz idealny gaz rzeczywisty

Gaz rzeczywisty i równanie Van Der Waalsa

odstępstwa od praw gazu doskonałego, ciśnienie (wysokie):

 oddziaływania między cząsteczkami (siły van der Waalsa) znikają bardzo szybko wmiarę oddalania się cząsteczek od siebie

 cząsteczki posiadają własną objętość



v

b



RT

v

a

p















 

₂

Równanie stanu gazu rzeczywistego

równanie van der Waalsa



V

n

b



nRT

V

a

n

p

_



















_



2

2

a, b -stałe charakterystyczne dla danego gazu (n2_{a/V) - korektaciśnieniowa}

(nb) – korekta objętościowa

odstępstwa od praw gazu doskonałego, temperatura (wysoka):

 dla wysokich temperatur iloczyn pV jest stały (zgodnie z prawem Boyle’a-Mariotte’a), ale dla niskich temperatur iloczyn pV nie jest stały

prawo Daltona - ciśnienie całkowite mieszaniny gazów jest sumą ciśnień

cząstkowych składników.













p

p

...

p

_i

p

_i

p

_total

₁

₂

ciśnienie parcjalne (cząstkowe) – jest to ciśnienie składnika mieszaniny gazów,

V

RT

n

V

RT

n

_

_i



1 _i 1

,...,

p

p

i

i

i

i

x

n

n

_



ciśnienie parcjalne (cząstkowe) gazu jest równe iloczynowi ciśnienia całkowitego iułamka molowego tego składnika w mieszaninie gazu

i

x





p

p

_i

Dyfuzja gazów

dyfuzja - jest to spontaniczne rozprzestrzenianie się cząsteczek gazu wywołane

nieustannym ruchem molekularno-kinetycznym

prawo dyfuzji Grahama:

u – szybkość dyfuzji t – czas przepływu d - gęstośc gazu M – masa molowa 1 2 1 2 2 1 2 1

M

M

d

d

t

t

u

u

_

_

_

Plazma

Plazma - stan typowy dlagazów zjonizowanych, uważany

za odrębny stan skupienia z powodu swoich unikalnych właściwości. Występują w niej neutralne cząsteczki, zjonizowane atomy oraz elektrony, jednak cała objętość zajmowana przez plazmę jest elektrycznie obojętna. Plazma przewodziprąd elektryczny, a jej opór elektryczny, inaczej niż w przypadku metali, maleje ze wzrostem jej temperatury.

Ciecz

 podobnie jak w gazie,cząsteczki mają swobodę przemieszczania się w objętości

zajmowanej przez ciecz

występują między nimi oddziaływania międzycząsteczkowe, które się jednak w

obrębie objętości cieczy znoszą nawzajem

oddziaływania międzycząsteczkowe nie znoszą się na granicy cieczy z inną fazą

na skutek czegowystępuje zjawisko zwane napięciem powierzchniowym

ciecz przyjmujekształt naczynia, w którym się znajduje

energia kinetyczna oddziaływań pomiędzy cząsteczkami cieczy jest wyższa niż

pomiędzy cząsteczkami gazu

T

k

E

₍

_oddział

_.)





Właściwości cieczy

siły wzajemnego oddziaływania cząsteczek we wnętrzu i na powierzchni cieczy

napięcie powierzchniowe – zjawisko fizyczne występujące na styku powierzchni cieczy zciałem stałym, gazowym lub inną cieczą, dzięki któremu powierzchnia ta zachowuje się, jak sprężysta błona; cieczy powstaje w wyniku wzajemnegooddziaływania cząsteczek we wnętrzu i na powierzchni cieczy











₂

m

J

A

W



Fwyp= 0 Fwyp0

jest to energia przypadająca na jednostkę powierzchni, lub praca potrzebna do rozciągnięcia powierzchni o tę jednostkę

Napięcie powierzchniowe i włoskowatość

Fp – siła przylegania (siły

działające pomiędzy cząsteczkami innych substancji,(np. wody iprobówki))

Fs– siła spójności (siły działające pomiędzy cząsteczkami tej samej substancji (np.wody);

wszystkie obiektyposiadające masę odd ziałują na siebie wzajemnie przyciągając się;

Współistnienie sił napięcia powierzchniowego, sił przylegania oraz grawitacji prowadzi do powstania menisku: powierzchnia cieczy wsąsiedztwie ścianki zbiornika ulega zakrzywieniu.

Wdużych zbiornikach menisk stanowi zaledwie niewielką część powierzchni cieczy, jednak w przypadku cienkich rurek, nazywanych kapilarami,może prowadzić do podniesienia się lub obniżenia słupa cieczy na znaczną (znaczniewiększą od średnicy kapilary) wysokość (zob. zjawiska kapilarne). Te samesiły warunkują również kształt wiszącej kropli cieczy, kropli oleju na powierzchni wody, atakże kształty cienkich błon cieczy w pianachlub bańkach mydlanych.

lepkość (tarcie wewnętrzne, wiskoza) – właściwość płynów i

plastycznychciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciwpłynięciu

lepkość dynamiczna wyraża stosunek naprężeń ścinających do szybkości ścinania:

Przepływ cieczy

warstwy cieczyporuszające się w przepływie laminarnym w rurce

przepływ laminarny jest to przepływ uwarstwiony, w którym płyn przepływa w równoległych warstwach,

bezzakłóceń między warstwami. Przepływ taki zachodzi przy odpowiednio małej prędkości przepływu

siła potrzebna do nadania gradientu prędkości pomiędzy dwoma

warstwami cieczywyraża się wzorem:

dx

dv

A

F





- lepkość dynamiczna A - powierzchnia v -szybkość

x – odległość pomiędzy warstwami cieczy

lepkość maleje ze wzrostem temperatury zgodnie z równaniem Arheniusa-Guzmana:

RT

E

_A

Ae





A -EA– energia aktywacji lepkościstała, charakterystyczna dla cieczy R – stała gazowa

T – temperatura bezwzględna

Ciała stałe

 atomy, bądź cząsteczki ciała stałego są ściśle

upakowane w przestrzeni

odległości między cząsteczkami są stałe i

ściśle określone

 przy zastosowaniu odpowiedniej siły ułożenie

cząstek w sieci krystlicznej może ulec trwałej deformacji

cząsteczki ciała stałego drgają wokół

Ciało amorficzne, ciało

bezpostaciowe – stan

skupienia

materii charakteryzujący się własnościami reologicznymi zbli-żonymi do ciała krystalicznego, w którym nie występuje uporządkowanie dalekiego zasięgu. Ciało będące w stanie amorficznym jestciałem stałym, ale tworzące je cząsteczki są ułożone w sposób dość chaotyczny.

(obsydian – szkliwo wulkaniczne)

Ciało krystaliczne – ciało stałe, w

którym cząsteczki, atomy lub jony s ą ułożone w uporządkowany schemat powtarzający się we wszystkich trzech wymiarach przestrzennych.; zajmują ściśle określone miejsca, zwane węzłami sieci krystalicznej, i mogą jedyniedrgać wokół tych położeń. Każdy kryształ zbudowany jest z wielu powtarzających się tzw. komórek elementarnych. W zależności od jej rodzaju kryształy tworzą różne układy krystalograficzne.

Ciekłe kryształy – nazwa fazy

pośredniej między ciekłym i krystalicznym stanem skupienia materii, którą charakteryzuje zdolność do płynięcia, charakterystyczna dla cieczy i jednocześnie daleko zasięgowe uporządkowanie tworzących ją cząsteczek, podobnie jak to ma miejsce wkryształach.

szkło, woski, tworzywa sztuczne, ciecze przechłodzone

ciała bezpostaciowe są ciałami izotropowymi – nie wykazują zależności

swychwłaściwości od kierunku

Ciała amorficzne

 ochładzanie cieczy – brak krystalizacji

Kryształ – ciało stałe, w którym atomy są ułożone w sposób

regularny, polegający na okresowym powtarzaniu się w przestrzeni pewnych konfiguracji atomowych. Sieć przestrzenna przedstawia sposób uporządkowania atomów. Kryształy są ograniczone płaszczyznami, przecinającymi się pod pewnym kątem.

ciała anizotropoweichwłaściwości (np. rozszerzalność cieplna, łupliwość, właściwości optyczne, magnetyczne, elektryczne itp.) zależą od kierunku w krysztale

Kryształy (ciała stałe)

Monokryształ – materiał będący w całości jednym kryształem (np. kryształ cukru, soli, półprzewodnika). Monokryształ może zawierać w całej swej objętości niewielką ilość defektów tejże struktury, a jego zewnętrzna forma nie musi odzwierciedlać struktury krystalicznej.

Polikryształ - ciało stałe, będące zlepkiem wielu monokryształów,

zwanych w tym przypadku domenami krystalicznymi lub ziarnami. Domeny w polikrysztalemają zwykle orientację statystyczną, choć w pewnych,szczególnych warunkach można także uzyskać polikryształy o bardzo regularnym układzie domen. Określony układ domen tworzy tzw.mikrostrukturę polikryształu.

Struktura kryształu

Sieć przestrzenna – składa się z

punktów zawanych węzłami sieci posiadających położenie środków ciężkości atomów.

Komórka elementarna (sieciowa)

najmniejsza, powtarzalna część struktury kryształu, zawierająca wszystkie rodzajecząsteczek, jonów i atomów, które tworzą określoną sieć krystaliczną. Komórka elementarna powtarza się we wszystkich trzech kierunkach i odwzorowuje strukturę całego kryształu. Komórka elementarna jest charakteryzowana przez parametry

sieci: odległości

międzycząsteczkowe i kąty pomiędzy nimi.

struktura układ krystalograficzny

trójskośny jednoskośny prosty przestrzennie centrowany ortorombowa prosty przestrzennie centrowany przestrzennie centrowany ściennie centrowany romboedryczna tetragonalna prosty przestrzennie centrowany regularna prosty przestrzennie centrowany ściennie centrowany

prosty przestrzennie centrowany ściennie centrowany

układ regularny (sześcienny) –

układ krystalograficzny, w którym wszystkie trzy osiemająjednakową długość i są w stosunku do siebie prostopadłe

do układu regularnego należą kryształy o największej liczbie elementów symetrii

na jednym krysztale mogą występować równocześnie 3 osie czterokrotnej symetrii, 4 osie trzykrotnej symetrii i 6 osi dwukrotnej symetrii i 9 płaszczyzn symetrii i środek symetrii CsCl pirop - Mg3Al2(SiO4)3 Cu NaCl CaF2 ZnS W piryt - FeS

prosty przestrzennie centrowany

wulfenit [PbMoO4]

układ tetragonalny układ romboedryczny

Układ krystaliczne

rubin [Al₂O₃:Cr+3_]

chalkopiryt [CuFeS2]

uwarowit [Ca3Cr2[SiO4]3]

układ, w którym trzy osie są w stosunku do siebieprostopadłe, dwie z nich mają taką samą długość i leżą w jednej płaszczyźnie, a trzecia oś (oś główna) jest od nich dłuższa lub krótsza

Układ krystaliczne

układ heksagonalny układ jednoskośny układ trójskośny

prosty ściennie centrowany

azuryt [Cu3(CO3)2(OH)2]

chalkantyt [CuSO4·5H2O]

gips [CaSO4•4H2O]

układ, w którym trzy z czterech osi leżą w jednej płaszczyźnie, mają jednakową długość, a kąt między nimi wynosi 120°; czwarta oś jest osią sześciokrotną, ma inną niż pozostałe długość i jest do nich prostopadła

typowymi postaciami krystalograficznymi tej grupysą: •sześciokątnegraniastosłupy •sześciokątne piramidy (ostrosłupy) •dwunastokątne piramidy •podwójne piramidy

vanadyt [Pb5(VO4)3Cl]

układ, w którym są trzy osie różnej długości, z czego dwie są w stosunku do siebie prostopadłe, a trzecia jest ustawionaskośnie układ, w którym wszystkie trzy osie mają różną długość i są do siebie ukośnie nachylone

prosty przestrzennie centrowany ściennie centrowany dwuściennie centrowany prehnit [Ca2Al[(OH)2AlSi3O10]]

antymonit [Sb2S3]

hemimorfit [Zn4[(OH)2/Si2O7]xH2O]

układ, w którym trzy osie różnej długości są w stosunku do siebie prostopadłe

Rodzaje kryształów

Na Na+

Cl Cl

-liczba jonów przeciwnego znaku otaczających jon danego znaku to liczba koordynacyjna

wysokie temp. topnienia duża twardość

duża wytrzymałość mechaniczna

 w stanie stopionym i w roztworze wodnym przewodzą prąd

rozpuszczają się na ogół dobrze w rozpuszczalnikach polarnych, np. w wodzie jony (kationy i aniony) oddziałują na siebie

siłami elektrostatycznymi kryształy jonowe – węzły sieci są

kryształy kowalencyjne (atomowe) – węzły sieci są zajęte przez obojętne

atomy; atomypołączone są wiązaniami kowalencyjnymi (mocne wiązania)

atomy połączone wiązaniami atomowymi wysokie temp. topnienia

bardzo twarde

duża wytrzymałość mechaniczna

 nie przewodzą prądu elektrycznego (izolatory) w stanie czystym  domieszki nadają im cechy półprzewodników

 nierozpuszczalne w rozpuszczalnikach polarnych i niepolarnych

np. diament, krzem, german,węglik krzemu [SiC]

Struktura

diamentu i grafitu

w warstwie atomypołączone są wiązaniami kowalencyjnymi

wiązania między warstwami słabe (siły międzycząsteczkowe), co

powoduje,że kryształy grafitu są bardzo miękkie

kryształy molekularne (cząsteczkowe) – węzły sieci są obsadzone przez cząsteczki; swoją spójność zawdzięczają działaniu sił międzycząsteczkowych

mostki wodorowe

cząsteczki oddziałują na siebie słabymi siłami van der Waalsa

niskie temp. topnienia niewielkatwardość

niewielkawytrzymałość mechaniczna  nie przewodzą prądu elektrycznego (izolatory)

 rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych

np. tlen, azot, tlenek węgla(IV), zestalony metan i gazy szlachetne, tetrachlorekwęgla,

SiH4, większość związków organicznych

kryształy metaliczne – węzły sieci są obsadzone dodatnio naładowanymi zrębami atomowymi, pomiędzy którymi poruszają się wolne elektrony, tzw. „gaz elektronowy”; po przyłożeniu ładunku zewnętrznego ruch elektronów staje się uporządkowany i mamy do czynienia z przepływem prądu elektrycznego

kationy metali oddziałują siłami elektrostatycznymi ze swobodnie poruszającymi się elektronami (gaz

elektronowy) połysk metaliczny, ciągliwe, kowalne  przewodnictwo cieplne

 przewodnictwo elektryczne  temp. topnieniazróżnicowane wytrzymałość zróżnicowana

Właściwości fizyczne kryształów

kryształy molekularne kryształy kowalencyjne

kryształy jonowe kryształy metaliczne właściwości mechaniczne mała wytrzymałość, miękkie duża wytrzymałość, twarde duża wytrzymałość, twarde wytrzymałość różna dla różnych metali, zazwyczaj dobra ciągliwość właściwości

termiczne

niskie temp. topnienia, duży współczynnik rozszerzalności cieplnej wysokie temp. topnienia, mały współczynnik rozszerzalności cieplnej wysokie temp. topnienia, mały współczynnik rozszerzalności cieplnej temp. topnienia zmieniają się w szerokich granicach, duży współ. rozszerzalności cieplnej właściwości elektryczne

izolatory w stanie czystym nie przewodzą prądu elektrycznego

w stanie stałym źle przewodzą prąd, stopione i w roztworze wykazują przewodnictwo jonowe kryształy molekularne kryształy kowalencyjne kryształy jonowe kryształy metaliczne właściwości optyczne widmo absorpcji takie jak w stanie gazowym i ciekłym

duży współczynnik załamania światła, widmo absorpcji w stanie stałym inne niż w stanie ciekłym lub gazowym silnie pochłaniają światło w dalekiej poczerwieni nieprzezroczyste w stanie stałym i ciekłym, charakterystyczny połysk metaliczny przykłady zestalone gazy

szlachetne, zestalony metan

diament, SiC NaCl, CsF miedź, glin

defekty punktowe – defekty sieci krystalicznej takie, jak: luki elektronowe, położenia międzywęzłowe, zanieczyszczenia struktury

luki obcy atom międzywęzłowy mały atom domieszki

duży atom domieszki defekt Frenkela defekt Schottky’ego (dziura kationowa i anionowa)

(wie pary: dziura i atom międzywęzłowy)

punktowy defekt sieci krystalicznejpowstającego w wyniku przeniesienia atomów lub jonów z węzłów sieci na powierzchnię kryształu; występuje w kryształach jonowych zwykle jako dwuwakans (biwakans) – dwie sprzężone luki (kationowa i anionowa), które zbliżają się do siebiedzięki oddziaływaniom elektrostatycznym tworząc przestrzeń zdefektowaną o zerowym ładunku elektrycznym

Struktura pasm elektronowych

w przewodnikach (metalach) pasmo przewodnictwa i walencyjne zachodzą na siebie w izolatorach przerwa energetyczna jest bardzoduża (rzędu 5 - 10eV) półprzewodniki, przerwa

energetyczna jest mniejszaniż 2eV, toteż swobodne elektrony mogą pojawić się przy dostarczeniu względnie niskiego napięcia zewnętrznego lub pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego pasmo przewodzenia pasmo walencyjne poziom Fermiego przerwa energetyczna

Rodzaje półprzewodników

półprzewodniki samoistne

stężenie elektronów= stężeniu dziur elektronowych

półprzewodniki domieszkowane

półprzewodnik typu p (półprzewodnik dziurowy)

liczbadziur większa niż liczba

półprzewodnik typu n (półprzewodnik elektronowy)

substancje izomorficzne:

 substancjeo tym samym typie wzoru związku chemicznego  tworzą ten sam typ sieci przestrzennej

 mają takie same lub zbliżone rozmiary komórki elementarnej  KCl i KBr, KClO4i KMnO4

 polimorfizm:

 ta sama substancja, zależnie od warunków występuje w dwóch (lub więcej) odmianach różniących się postacią krystaliczną i strukturą sieci przestrzennej

 odmianypolimorficzne różnią się właściwościami fizycznymi i niekiedy mają inne właściwości chemiczne

 ZnS

Ciekłe kryształy – nazwa fazy pośredniej między ciekłym i krystalicznym

stanem skupienia materii, którą charakteryzuje zdolność do płynięcia,

charakterystyczna dla cieczy i jednocześnie daleko zasięgowe

uporządkowanie tworzących ją cząsteczek, podobnie jak to ma miejsce w kryształach.

ciało stałe ciekły kryształ ciecz izotropowa

Ciekłe kryształy

Rodzaje ciekłych kryształów

fazę ciekłokrystaliczną - mogą generować długie, sztywne cząsteczki podobne do prętów lub sztywne i płaskie cząsteczki podobne do dysków (anizotropia kształtu)

dysk

pręt

ciekły

kryształ

termotropowe liotropowe faza nematyczna -cząsteczki są równoległe względem siebie lecz nie są zorganizowane w płaszczyzny faza smektyczna – cząsteczki w poszczególnych warstwach są ułożone równolegle

Fazy termotropowe

faza chiralna -(cholesteryczna) cząsteczki w poszczególnych płaszczyznach są obrócone wokół osi prostopadłych do ich środków i tworzą spiralę.

fazy liotropowe - są specyficznym rodzajem emulsji, w której cząsteczki rozpuszczalnika koordynują się względem uporządkowanych cząsteczek mezogenu, albo na odwrót, siłą napędową tworzenia się fazy ciekłokrystalicznej jest wymuszanie przez rozpuszczalnik określonego uporządkowania rozpuszczonych w nimmezogenów

Zastosowanie ciekłych kryształów

wwyświetlaczach, termometry bezrtęciowe, indykatory temperatury (zmieniające kolor przy ściśle określonej temperaturze), dodatki do farb i emulsji, zmieniających kolor pod wpływem temperatury – są one stosowane jako przyciemniacze szyb samochodowych, farby, którymi pokrywa się zabawki zmieniające barwę w trakcie kąpieli oraz do tworzenia termogramów ciał osób chorych