Силы между атомами в твердом теле могут принимать различные формы. Например, кристалл хлорида натрия (поваренной соли) состоит из ионов натрия и хлора, которые удерживаются вместе ионными связями. В алмазе или кремнии атомы делятся электронами и образуют ковалентные связи. В металлах электроны делятся при металлической связи. Некоторые твердые тела, например, большинство органических соединений, удерживаются вместе с помощью "ван-дер-ваальсовых сил", возникающих из-за поляризации облака электронных зарядов на каждой молекуле. Различия между типами твердых тел обусловлены различиями между их связями.
Металлы
Большинство металлов - прочные, плотные и хорошие проводники электричества и тепла. Масса элементов в периодической таблице, расположенных слева от диагональной линии, проведенной от бора до полония, являются металлами. Смеси двух или более элементов, в которых основным компонентом является металл, называются сплавами.
Люди использовали металлы для различных целей с доисторических времен. Прочность и надежность металлов привели к их широкому использованию при строительстве зданий и других объектов, а также в большинстве транспортных средств, многих инструментах, трубах, дорожных знаках и железнодорожных путях. Железо и алюминий - два наиболее часто используемых металла. Они также являются наиболее распространенными металлами в земной коре. Железо чаще всего используется в виде сплава, стали, которая содержит до 2,1% углерода, что делает ее намного тверже чистого железа.
Поскольку металлы являются хорошими проводниками электричества, они ценны в электрических инструментах и для передачи электрического тока на большие расстояния с малыми потерями энергии. Поэтому электрические сети используют металлические кабели для получения электроэнергии. В домашних электросетях, например, используются провода из меди, поскольку она хорошо проводит электричество. Высокая теплопроводность большинства металлов также делает их полезными для изготовления кухонной посуды.
Минералы
Минералы - это природные твердые вещества, образовавшиеся в результате многочисленных геологических процессов под высоким давлением. Чтобы считаться настоящим минералом, вещество должно иметь кристаллическую структуру с однородными физическими свойствами. Минералы различаются по составу от чистых элементов и простых солей до очень сложных силикатов с тысячами известных форм. В отличие от этого, образец горной породы представляет собой случайную совокупность минералов и/или минералоидов и не имеет определенного химического состава. Большинство пород земной коры содержат кварц (кристаллический SiO2 ), полевой шпат, слюду, хлорит, каолин, кальцит, эпидот, оливин, авгит, горнбленд, магнетит, гематит, лимонит и некоторые другие минералы. Некоторые минералы, такие как кварц, слюда или полевой шпат, широко распространены, в то время как другие были найдены лишь в нескольких местах в мире. Самая большая группа минералов - это силикаты (большинство горных пород на ≥95% состоят из силикатов), которые состоят в основном из кремния и кислорода, а также ионов алюминия, магния, железа, кальция и других металлов.
