Structure of liquids and glasses
مائع، شیشے اور دیگر غیر کرسٹل ٹھوسوں کی ساخت کی خصوصیت طویل فاصلے کی ترتیب کی عدم موجودگی ہے جو کرسٹل مواد کی وضاحت کرتی ہے۔ مائع اور بے ساختہ ٹھوس، تاہم، مختصر سے درمیانے درجے کی ترتیب کی ایک بھرپور اور متنوع صف رکھتے ہیں، جو کیمیائی بندھن اور متعلقہ تعاملات سے پیدا ہوتے ہیں۔ دھاتی شیشے، مثال کے طور پر، عام طور پر سخت شعبوں کی گھنے بے ترتیب پیکنگ کے ذریعے اچھی طرح سے بیان کیے جاتے ہیں، جبکہ کوولینٹ سسٹم، جیسے سلیکیٹ شیشے، میں بہت کم پیک، مضبوطی سے جڑے ہوئے، ٹیٹراہیڈرل نیٹ ورک کے ڈھانچے ہوتے ہیں۔ یہ بہت مختلف ڈھانچے بہت مختلف جسمانی خصوصیات اور ایپلی کیشنز والے مواد کے نتیجے میں ہوتے ہیں۔ مائع اور شیشے کی ساخت کے مطالعہ کا مقصد ان کے رویے اور جسمانی خصوصیات کے بارے میں بصیرت حاصل کرنا ہے، تاکہ انہیں سمجھا جا سکے، پیش گوئی کی جا سکے اور مخصوص ایپلی کیشنز کے مطابق بنایا جا سکے۔ چونکہ مائعوں اور شیشوں کی ساخت اور اس کے نتیجے میں ہونے والا طرز عمل جسم کا ایک پیچیدہ مسئلہ ہے، تاریخی طور پر یہ کوانٹم میکانکس کا براہ راست استعمال کرتے ہوئے حل کرنے کے لیے کمپیوٹیشنل طور پر بہت زیادہ گہرا رہا ہے۔ اس کے بجائے، مختلف قسم کے ڈفریکشن، این ایم آر، مالیکیولر ڈائنامکس، اور مونٹی کارلو تخروپن تکنیک سب سے زیادہ استعمال کی جاتی ہیں۔ جوڑی کی تقسیم کے افعال اور ساخت کے عوامل کسی مادے کی جوڑی کی تقسیم کی تقریب (یا جوڑی ارتباط کی تقریب) کسی دوسرے ایٹم سے علیحدگی r پر ایٹم کو تلاش کرنے کے امکان کو بیان کرتی ہے۔ مائع یا شیشے کے g بمقابلہ r کا ایک عام پلاٹ متعدد کلیدی خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے: مختصر علیحدگی (چھوٹے r) پر، g (r) = 0۔ یہ ایٹموں کی موثر چوڑائی کی نشاندہی کرتا ہے، جو ان کے نقطہ نظر کے فاصلے کو محدود کرتا ہے۔ متعدد واضح چوٹیاں اور گرت موجود ہیں۔ یہ چوٹیاں اس بات کی نشاندہی کرتی ہیں کہ ایٹم قریبی پڑوسیوں کے 'خولوں' میں ایک دوسرے کے گرد جمع ہوتے ہیں۔ عام طور پر جی (آر) میں پہلی چوٹی سب سے مضبوط خصوصیت ہے۔ یہ پہلے خول میں پڑوسی ایٹموں کے درمیان محسوس ہونے والے نسبتا مضبوط کیمیائی بندھن اور پسپائی کے اثرات کی وجہ سے ہے۔ مرکز سے بڑھتے ہوئے شعاعی فاصلے پر چوٹیوں کا کم ہونا مرکز کے ذرہ سے ترتیب کی گھٹتی ہوئی ڈگری کی نشاندہی کرتا ہے۔ یہ مائع اور شیشوں میں "لانگ رینج آرڈر" کی عدم موجودگی کو واضح طور پر ظاہر کرتا ہے۔ لمبی حدود میں، g (r) 1 کی محدود قیمت تک پہنچ جاتا ہے، جو مواد کی میکروسکوپک کثافت سے مطابقت رکھتا ہے۔ جامد ساخت کا عنصر، S (q)، جسے ڈفریکشن تکنیک سے ماپا جا سکتا ہے، اس کا تعلق فورئیر ٹرانسفارمیشن کے ذریعے اس کے متعلقہ g (r) سے ہے جہاں q مومنٹم ٹرانسفر ویکٹر کی شدت ہے، اور ρ مواد کی تعداد کی کثافت ہے۔ g (r) کی طرح، مائعوں اور شیشوں کے S (q) نمونوں میں متعدد کلیدی خصوصیات ہیں: مونو ایٹمک سسٹمز کے لیے S (q = 0) کی حد آئسوتھرمل کمپریسبلٹی سے متعلق ہے۔ نیز کم ق کی حد میں اضافہ چھوٹے زاویے کے بکھرنے کی موجودگی کی نشاندہی کرتا ہے، جس کی وجہ بڑے پیمانے کی ساخت یا مواد میں خالی جگہ ہے۔ S (q) میں تیز ترین چوٹیاں (یا گرت) عام طور پر q = 1-3 اینگسٹروم رینج میں ہوتی ہیں۔ یہ عام طور پر جی (آر) میں دوسرے اور اعلی کوآرڈینیشن شیلز میں ساخت کے مطابق کچھ درمیانے درجے کی ترتیب کی موجودگی کی نشاندہی کرتے ہیں۔ ہائی-ق پر ڈھانچہ عام طور پر ایک سڑتا ہوا سینوسائڈل ارتعاش ہوتا ہے، جس کی طول موج 2π/r1 ہوتی ہے جہاں r1، g (r) میں شیل کی پہلی چوٹی کی پوزیشن ہوتی ہے۔ بہت اونچے ق پر S (q) 1 کی طرف مائل ہوتا ہے، جو اس کی تعریف سے مطابقت رکھتا ہے۔ ڈفریکشن مائعوں اور شیشوں میں طویل فاصلے کی ترتیب کی عدم موجودگی کا ثبوت ایکس رے اور نیوٹران ڈفریکشن میں بریگ چوٹیوں کی عدم موجودگی سے ملتا ہے۔ ان آئسوٹروپک مادوں کے لیے، ڈفریکشن پیٹرن میں سرکلر سمیٹری ہوتی ہے، اور ریڈیل سمت میں، ڈفریکشن کی شدت میں ہموار ارتعاش کی شکل ہوتی ہے۔ اس انحراف شدہ شدت کا تجزیہ عام طور پر جامد ساخت عنصر، S (q) دینے کے لیے کیا جاتا ہے، جہاں q کو q = 4π sin (θ)/λ کے ذریعے دیا جاتا ہے، جہاں 2θ بکھرنے کا زاویہ ہے (واقعے اور بکھرے ہوئے کوانٹا کے درمیان کا زاویہ)، اور λ تحقیقات (فوٹون یا نیوٹرون) کی واقعے کی طول موج ہے۔ عام طور پر تفریق کی پیمائش ایک واحد (یک رنگ) λ پر کی جاتی ہے، اور تفریق کی شدت کو 2θ زاویوں کی حد پر ماپا جاتا ہے، تاکہ q کی وسیع رینج دی جا سکے۔ متبادل طور پر λ کی رینج استعمال کی جا سکتی ہے، جس سے شدت کی پیمائش 2θ کی مقررہ یا تنگ رینج پر لی جا سکتی ہے۔ ایکس رے ڈفریکشن میں، اس طرح کی پیمائش کو عام طور پر "انرجی ڈسپرسیو" کہا جاتا ہے، جبکہ نیوٹرون ڈفریکشن میں اسے عام طور پر "ٹائم آف فلائٹ" کہا جاتا ہے جو استعمال ہونے والے مختلف پتہ لگانے کے طریقوں کی عکاسی کرتا ہے۔ ایک بار حاصل ہونے کے بعد، ایک S (q) پیٹرن کو فورئیر میں تبدیل کیا جا سکتا ہے تاکہ متعلقہ ریڈیل ڈسٹری بیوشن فنکشن (یا جوڑی ارتباط فنکشن) فراہم کیا جا سکے، جسے اس مضمون میں g (r) کے طور پر ظاہر کیا گیا ہے۔ کسی آئسوٹروپک مادے کے لیے، S (q) اور اس کے متعلقہ g (r) کے درمیان تعلق g (r) ہے، جو کسی دوسرے ایٹم سے r کی علیحدگی پر ایٹم کو تلاش کرنے کے امکان کو بیان کرتا ہے، جوہری ساخت کی زیادہ بدیہی وضاحت فراہم کرتا ہے۔ انحراف کی پیمائش سے حاصل کردہ جی (آر) پیٹرن مواد میں موجود تمام جوڑے کے ارتباط کی ایک مقامی اور تھرمل اوسط کی نمائندگی کرتا ہے، جس کا وزن ان کے مربوط کراس سیکشنز کے ساتھ واقع بیم کے ساتھ ہوتا ہے۔ جوہری تخروپن تعریف کے مطابق، g (r) کا تعلق مرکز سے r کے فاصلے پر واقع خول کے دیئے گئے حجم کے اندر پائے جانے والے ذرات کی اوسط تعداد سے ہے۔ کسی دوسرے ایٹم سے دیئے گئے شعاعی فاصلے پر ایٹموں کی اوسط کثافت اس فارمولے کے ذریعے دی جاتی ہے: جہاں n (r) فاصلہ r پر Δr چوڑائی کے خول میں ایٹموں کی اوسط تعداد ہے۔ تخروپن خانے کے g (r) کا حساب مندرجہ ذیل مساوات کا استعمال کرتے ہوئے ذرہ علیحدگی کو ہسٹوگرام کرکے آسانی سے کیا جا سکتا ہے جہاں Na ایک ذرات کی تعداد ہے، |rij | ذرات کے جوڑے i، j کی علیحدگی کی شدت ہے۔ نظام کی اندرونی توانائی، گبز فری انرجی، اینٹروپی اور اینتھالپی جیسے میکروسکوپک تھرموڈینامک پیرامیٹرز کا حساب لگانے کے لیے ایٹمسٹک سمیلیشنز کو انٹراٹومک جوڑی کے ممکنہ افعال کے ساتھ مل کر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ شیشے کی تشکیل اور معیار کے نظریات شیشے کی تشکیل کا ساختی نظریہ، زکریاسن شیشے کا مطالعہ کرتے ہوئے، زکریاسن نے شیشوں میں بار بار ہونے والی خصوصیات کو دیکھنا شروع کیا۔ انہوں نے اصولوں اور نمونوں کو پیش کیا کہ، جب ایٹم ان اصولوں پر عمل کرتے ہیں، تو ان کے شیشے بنانے کا امکان ہوتا ہے۔ مندرجہ ذیل اصول زکریاسن کا نظریہ بناتے ہیں، جو صرف آکسائڈ شیشوں پر لاگو ہوتے ہیں۔ شیشے میں موجود ہر آکسیجن ایٹم کو شیشے کی تشکیل کرنے والے دو سے زیادہ کیٹیشنوں سے بند کیا جا سکتا ہے۔ شیشے کی تشکیل کرنے والے کیٹیشن کا کوآرڈینیشن نمبر 3 یا 4 ہے۔ آکسیجن کوآرڈینیشن پولی ہیڈرا صرف کونوں کو بانٹتا ہے، کناروں یا چہروں کو نہیں۔ ہر پولی ہیڈرا کے کم از کم 3 کونوں کو بانٹنا ضروری ہے، جس سے ایک مسلسل بے ترتیب نیٹ ورک بنتا ہے۔ یہ تمام اصول شیشے کی تشکیل کے لیے صحیح لچک فراہم کرتے ہیں نہ کہ کرسٹل۔ اگرچہ یہ اصول صرف آکسائڈ شیشوں پر لاگو ہوتے ہیں، لیکن وہ شیشے کی ساخت کے لیے مسلسل بے ترتیب نیٹ ورک کے خیال کو قائم کرنے والے پہلے اصول تھے۔ وہ مختلف آکسائڈز کے لیے ساختی کرداروں کی درجہ بندی کرنے والے پہلے شخص بھی تھے، جن میں سے کچھ اہم شیشے بنانے والے (سی او او 2، جی او 2، پی 2 او 5) تھے، اور کچھ شیشے میں ترمیم کرنے والے (این اے 2 او، سی اے او) تھے۔ کے۔ ایچ کا توانائی کا معیار سورج اس معیار نے کیمیائی بند کی طاقت اور اس کے شیشے کی تشکیل کے رجحان کے درمیان تعلق قائم کیا۔ جب شیشے کی تشکیل کے لیے کسی مواد کو بجھایا جاتا ہے، تو بندھن جتنے مضبوط ہوتے ہیں، شیشے کی تشکیل اتنی ہی آسان ہوتی ہے۔ اگر بانڈ کی طاقت 80 کیلوری فی بانڈ (اعلی بانڈ کی طاقت) سے زیادہ ہے، تو یہ شیشے کا نیٹ ورک بنائے گا، جس کا مطلب ہے کہ اس سے شیشہ بننے کا امکان ہے۔ اگر بانڈ کی طاقت 60 کلو کیلوری فی بانڈ (بانڈ کی کم طاقت) سے کم ہے، تو یہ شیشے کے نیٹ ورک میں ترمیم ہوگی، کیونکہ یہ صرف کمزور بانڈ بنائے گا، یہ شیشے کی تشکیل کے نیٹ ورک میں خلل ڈالے گا۔ اگر بانڈ کی طاقت 60 اور 80 کیلوری فی بانڈ (انٹرمیڈیٹ بانڈ کی طاقت) کے درمیان ہے، تو یہ انٹرمیڈیٹ ہوگی۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ یہ اپنے طور پر شیشہ نہیں بنائے گا، لیکن یہ جزوی طور پر دوسرے نیٹ ورک بنانے والے ایٹموں کے ساتھ مل کر بن سکتا ہے۔ ڈائیٹزل کے میدان کی طاقت کے معیار ڈائیٹزل نے ایٹموں کے درمیان براہ راست کولومبی تعاملات کو دیکھا۔ انہوں نے فیلڈ کی طاقت کا استعمال کرتے ہوئے کیٹیشنوں کی درجہ بندی کی جہاں FS = zc/(rc + r) 2، جہاں zc کیٹیشن کا چارج ہے، اور rc اور r بالترتیب کیٹیشن اور آئن کے ریڈیائی ہیں۔ اعلی فیلڈ طاقت والے کیٹیشن میں اعلی کیٹیشن آکسیجن بانڈ توانائی ہوگی۔ اگر ایف ایس 1.3 سے زیادہ تھا (زیادہ چارج کے ساتھ چھوٹا کیشن)، تو یہ ایک شیشے کا نیٹ ورک ہوگا سابقہ اگر ایف ایس 0.4 سے کم تھا (چھوٹے چارج کے ساتھ بڑا کیشن)، تو یہ شیشے کا نیٹ ورک ترمیم کنندہ ہوگا اگر ایف ایس 0.4 اور 1.3 کے درمیان ہوتا (درمیانے چارج کے ساتھ درمیانے سائز کا کیشن) تو یہ ایک انٹرمیڈیٹ ہوتا۔ یہ تین معیار اس بات کا تعین کرنے کے لیے 3 مختلف طریقے قائم کرنے میں مدد کرتے ہیں کہ آیا کچھ آکسائڈ مالیکیول شیشے بنائیں گے یا نہیں، اور اس کی مماثلت۔ دیگر تکنیکیں شیشوں کی ساخت کا مطالعہ کرنے کے لیے اکثر استعمال ہونے والی دیگر تجرباتی تکنیکوں میں نیوکلیئر مقناطیسی گونج، ایکس رے جذب ٹھیک ڈھانچہ اور رمن سپیکٹروسکوپی سمیت دیگر سپیکٹروسکوپی کے طریقے شامل ہیں۔ تجرباتی پیمائشوں کو کمپیوٹر تخروپن طریقوں کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے، جیسے کہ ریورس مونٹی کارلو یا سالماتی حرکیات تخروپن، تاکہ جوہری ساخت کی مزید مکمل اور تفصیلی وضاحت حاصل کی جا سکے۔ شیشے کی ساخت سے متعلق ابتدائی نظریات میں کرسٹلائٹ تھیوری شامل تھی جس کے تحت شیشہ کرسٹلائٹس (انتہائی چھوٹے کرسٹل) کا مجموعہ ہے۔ تاہم، 1930 کی دہائی میں وارن اور ساتھی کارکنوں کی طرف سے ایکس رے ڈفریکشن کا استعمال کرتے ہوئے کیے گئے وٹریس سی او او 2 اور جی او 2 کے ساختی تعین سے شیشے کی ساخت کو بے ساختہ ٹھوس کی طرح ظاہر کیا گیا۔ 1932 میں زکریا سین نے شیشے کا بے ترتیب نیٹ ورک تھیوری متعارف کرایا جس میں شیشے میں بندھن کی نوعیت کرسٹل کی طرح ہی ہوتی ہے لیکن جہاں شیشے میں بنیادی ساختی اکائیاں بے ترتیب انداز میں جڑی ہوتی ہیں جو کہ کرسٹل مواد میں وقتا فوقتا ترتیب کے برعکس ہوتی ہیں۔ لانگ رینج آرڈر کی کمی کے باوجود، شیشے کی ساخت مقامی جوہری پولی ہیڈرا میں کیمیائی بندھن کی رکاوٹوں کی وجہ سے مختصر لمبائی کے پیمانے پر اعلی درجے کی ترتیب کی نمائش کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، سی او او 4 ٹیٹراہیڈرا جو سلیکا گلاس میں بنیادی ساختی اکائیوں کی تشکیل کرتا ہے، ایک اعلی درجے کی ترتیب کی نمائندگی کرتا ہے، یعنی۔ ہر سلکان ایٹم 4 آکسیجن ایٹموں کے ذریعے مربوط ہوتا ہے اور قریب ترین پڑوسی Si-O بانڈ کی لمبائی پورے ڈھانچے میں صرف ایک تنگ تقسیم کو ظاہر کرتی ہے۔ سلیکا میں ٹیٹراہیڈرا بھی رنگ ڈھانچوں کا ایک نیٹ ورک بناتا ہے جو تقریبا 10 اینگسٹروم تک کے زیادہ درمیانی لمبائی کے پیمانوں پر ترتیب دیتا ہے۔ شیشے کی ساخت شیشے کی منتقلی کے درجہ حرارت ٹی جی کے بالکل اوپر مائع کی ساخت سے مختلف ہوتی ہے جو ایکس آر ڈی تجزیہ اور تیسرے اور پانچویں درجے کی غیر لکیری ڈائی الیکٹرک حساسیت کی اعلی صحت سے متعلق پیمائش سے ظاہر ہوتی ہے۔ شیشے عام طور پر مائعوں کے مقابلے میں اعلی درجے کی کنیکٹوٹی کی خصوصیت رکھتے ہیں۔ مائعوں اور شیشوں کی ساخت کے متبادل نظریات میں انٹرسٹیشیلسی ماڈل اور سٹرنگ جیسی باہمی حرکت کا ماڈل شامل ہے۔ مالیکیولر ڈائنامکس کمپیوٹر سمیلیشنز سے پتہ چلتا ہے کہ یہ دونوں ماڈل قریب سے جڑے ہوئے ہیں آکسائڈ گلاس کے اجزاء کو نیٹ ورک فارمرز، انٹرمیڈیٹس، یا نیٹ ورک موڈیفائرز کے طور پر درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ روایتی نیٹ ورک بنانے والے (مثال کے طور پر۔ سلکان، بوران، جرمینیئم) کیمیائی بندھنوں کا ایک انتہائی کراس لنکڈ نیٹ ورک بناتے ہیں۔ انٹرمیڈیٹس (مثلا۔ ٹائٹینیم، ایلومینیم، زرکونیم، بیرلیم، میگنیشیم، زنک) شیشے کی ساخت کے لحاظ سے نیٹ ورک سابق یا نیٹ ورک ترمیم کنندہ دونوں کے طور پر برتاؤ کر سکتے ہیں۔ ترمیم کنندگان (کیلشیم، لیڈ، لتیم، سوڈیم، پوٹاشیم) نیٹ ورک کے ڈھانچے کو تبدیل کرتے ہیں۔ وہ عام طور پر آئنوں کے طور پر موجود ہوتے ہیں، جن کی تلافی قریبی غیر برجنگ آکسیجن ایٹم کرتے ہیں، شیشے کے نیٹ ورک سے ایک کوولینٹ بانڈ سے جڑے ہوتے ہیں اور قریبی مثبت آئن کی تلافی کے لیے ایک منفی چارج رکھتے ہیں۔ کچھ عناصر متعدد کردار ادا کر سکتے ہیں۔ لیڈ نیٹ ورک سابق (پی بی 4 + سی 4 + کی جگہ لے سکتا ہے)، یا ترمیم کنندہ دونوں کے طور پر کام کر سکتا ہے۔ غیر برجنگ آکسیجن کی موجودگی مواد میں مضبوط بندھنوں کی نسبتا تعداد کو کم کرتی ہے اور نیٹ ورک میں خلل ڈالتی ہے، پگھلنے کی چپچپا کو کم کرتی ہے اور پگھلنے کے درجہ حرارت کو کم کرتی ہے۔ الکلی دھات کے آئن چھوٹے اور متحرک ہوتے ہیں۔ شیشے میں ان کی موجودگی ایک حد تک برقی چالکتا کی اجازت دیتی ہے۔ ان کی نقل و حرکت شیشے کی کیمیائی مزاحمت کو کم کرتی ہے، جس سے پانی کے ذریعے لیچنگ کی اجازت ملتی ہے اور کٹاؤ میں آسانی ہوتی ہے۔ الکلین ارتھ آئن، ان کے دو مثبت چارجز اور ان کے چارج کی تلافی کے لیے دو غیر برجنگ آکسیجن آئنوں کی ضرورت کے ساتھ، خود بہت کم متحرک ہوتے ہیں اور دوسرے آئنوں، خاص طور پر الکالی کے پھیلاؤ میں رکاوٹ بنتے ہیں۔ سب سے عام تجارتی شیشے کی اقسام میں الکالی اور الکلائن ارتھ آئنز (عام طور پر سوڈیم اور کیلشیم) دونوں ہوتے ہیں، تاکہ پروسیسنگ کو آسان بنایا جا سکے اور کٹاؤ کی مزاحمت کو مطمئن کیا جا سکے۔ سلفر یا فلورائن مرکبات کے ساتھ تعامل کے ذریعے شیشے کی سطح سے الکالی آئنوں کو ہٹانے، ڈی الکالائزیشن کے ذریعے شیشے کی کٹاؤ مزاحمت میں اضافہ کیا جا سکتا ہے۔ الکلین دھاتی آئنوں کی موجودگی شیشے کے نقصان کے ٹینجینٹ اور اس کی برقی مزاحمت پر بھی نقصان دہ اثر ڈالتی ہے۔ الیکٹرانکس (سیلنگ، ویکیوم ٹیوبیں، لیمپ) کے لیے تیار کردہ شیشے کو اس بات کو مدنظر رکھنا ہوگا۔ کرسٹل لائن SiO2 سلیکا (کیمیائی مرکب SiO2) کی متعدد الگ الگ کرسٹل لائن شکلیں ہیں: کوارٹز، ٹریڈائمائٹ، کرسٹوبالائٹ، اور دیگر (بشمول ہائی پریشر پولیمورفس اسٹشوائٹ اور کوسائٹ)۔ ان میں سے تقریبا سبھی میں ٹیٹراہیڈرل سی او او 4 اکائیاں شامل ہیں جو مختلف انتظامات میں مشترکہ چوٹیوں کے ذریعے ایک دوسرے سے جڑی ہوئی ہیں۔ سی-او بانڈ کی لمبائی مختلف کرسٹل شکلوں کے درمیان مختلف ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، α-کوارٹز میں بانڈ کی لمبائی 161 پی ایم ہے، جبکہ α-ٹرائڈیمائٹ میں یہ 154-171 پی ایم سے ہوتی ہے۔ سی-او-سی بانڈ کا زاویہ بھی α-ٹریڈیمائٹ میں 140° سے α-کوارٹز میں 144° سے β-ٹریڈیمائٹ میں 180° تک مختلف ہوتا ہے۔ گلیسی SiO2 بے ساختہ سلیکا (فیوزڈ کوارٹز) میں، SiO4 ٹیٹراہیڈرا ایک ایسا نیٹ ورک بناتا ہے جو کسی طویل فاصلے کی ترتیب کی نمائش نہیں کرتا ہے۔ تاہم، ٹیٹراہیڈرا خود ایک اعلی درجے کی مقامی ترتیب کی نمائندگی کرتا ہے، یعنی۔ ہر سلکان ایٹم 4 آکسیجن ایٹموں کے ذریعے مربوط ہوتا ہے اور قریب ترین پڑوسی Si-O بانڈ کی لمبائی پورے ڈھانچے میں صرف ایک تنگ تقسیم کو ظاہر کرتی ہے۔ اگر کوئی سلیکا کے جوہری نیٹ ورک کو مکینیکل ٹرس سمجھتا ہے، تو یہ ڈھانچہ آئسوسٹیٹک ہے، اس معنی میں کہ ایٹموں کے درمیان کام کرنے والی رکاوٹوں کی تعداد مؤخر الذکر کی ڈگری آف فریڈم کی تعداد کے برابر ہے۔ سختی کے نظریہ کے مطابق، یہ اس مواد کو تشکیل دینے کی زبردست صلاحیت ظاہر کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ توسیعی لمبائی کے ترازو پر ترتیب کی کمی کے باوجود، ٹیٹراہیڈرا رنگ جیسے ڈھانچوں کا ایک نیٹ ورک بھی بناتا ہے جو درمیانی لمبائی کے ترازو (تقریبا 10 اینگسٹروم یا اس سے زیادہ) پر ترتیب دینے کا باعث بنتا ہے۔ ہائی پریشر (تقریبا 40 جی پی اے) کے اطلاق کے تحت سلیکا گلاس ایک آکٹاڈرل شکل میں مسلسل پولیمورفک مرحلے کی منتقلی سے گزرتا ہے، یعنی۔ ایس آئی ایٹم وسیع دباؤ ٹیٹراہیڈرل گلاس میں چار کے بجائے 6 آکسیجن ایٹموں سے گھرا ہوا ہے۔ شیشے کا مائع پولیمورفزم بے ساختہ ٹھوس کیمیائی ڈھانچہ ایکس رے ڈفریکشن نیوٹرون ڈفریکشن سرفیس لیئرنگ اسٹرکچر فیکٹر جوڑی تقسیم فنکشن مزید پڑھنے کے حوالہ جات گھنے مادے کی طبیعیات شیشے کی طبیعیات مائع