晶體和非晶體

1、晶體和非晶體固態(tài)物質(zhì)分為晶體和非晶體。從宏觀上看，晶體都有自己獨(dú)特的、呈對(duì)稱性的形狀，如食鹽呈立方體；冰呈六角棱柱體；明礬呈八面體等。而非晶體的外形則是不規(guī)則的。晶體在不同的方向上有不同的物理性質(zhì)，如機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、熱膨脹、導(dǎo)電性等，稱為各向異性。而非晶體的物理性質(zhì)卻表現(xiàn)為各向同性。晶體有固定的熔化溫度熔點(diǎn)（或凝固點(diǎn)），而非晶體則是隨溫度的升高逐漸由硬變軟，而熔化。晶體和非晶體所以含有不同的物理性質(zhì)，主要是由于它的微觀結(jié)構(gòu)不同。組成晶體的微粒原子是對(duì)稱排列的，形成很規(guī)則的幾何空間點(diǎn)陣?？臻g點(diǎn)陣排列成不同的形狀，就在宏觀上呈現(xiàn)為晶體不同的獨(dú)特幾何形狀。組成點(diǎn)陣的各個(gè)原子之間，都相互作用著，它們

2、的作用主要是靜電力。對(duì)每一個(gè)原子來(lái)說(shuō)，其他原子對(duì)它作用的總效果，使它們都處在勢(shì)能最低的狀態(tài)，因此很穩(wěn)定，宏觀上就表現(xiàn)為形狀固定，且不易改變。晶體內(nèi)部原子有規(guī)則的排列，引起了晶體各向不同的物理性質(zhì)。例如原子的規(guī)則排列可以使晶體內(nèi)部出現(xiàn)若干個(gè)晶面，立方體的食鹽就有三組與其邊面平行的平面。如果外力沿平行晶面的方向作用，則晶體就很容易滑動(dòng)（變形），這種變形還不易恢復(fù)，稱為晶體的范性。從這里可以看出沿晶面的方向，其彈性限度小，只要稍加力，就超出了其彈性限度，使其不能復(fù)原；而沿其他方向則彈性限度很大，能承受較大的壓力、拉力而仍滿足虎克定律。當(dāng)晶體吸收熱量時(shí)，由于不同方向原子排列疏密不同，間距不同，吸收的熱

3、量多少也不同，于是表現(xiàn)為有不同的傳熱系數(shù)和膨脹系數(shù)。非晶體的內(nèi)部組成是原子無(wú)規(guī)則的均勻排列，沒(méi)有一個(gè)方向比另一個(gè)方向特殊，如同液體內(nèi)的分子排列一樣，形不成空間點(diǎn)陣，故表現(xiàn)為各向同性。當(dāng)晶體從外界吸收熱量時(shí)，其內(nèi)部分子、原子的平均動(dòng)能增大，溫度也開(kāi)始升高，但并不破壞其空間點(diǎn)陣，仍保持有規(guī)則排列。繼續(xù)吸熱達(dá)到一定的溫度熔點(diǎn)時(shí)，其分子、原子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度可以破壞其有規(guī)則的排列，空間點(diǎn)陣也開(kāi)始解體，于是晶體開(kāi)始變成液體。在晶體從固體向液體的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，吸收的熱量用來(lái)一部分一部分地破壞晶體的空間點(diǎn)陣，所以固液混合物的溫度并不升高。當(dāng)晶體完全熔化后，隨著從外界吸收熱量，溫度又開(kāi)始升高。而非晶體由于分子、原子的則列不規(guī)則，吸收熱量后不需要破壞其空間點(diǎn)陣，只用來(lái)提高平均動(dòng)能，所以當(dāng)從外界吸收熱量時(shí)，便由硬變軟，最后變成液體。玻璃、松香、瀝青和橡膠就是常見(jiàn)的非晶體。多數(shù)的固體晶體屬于多晶體（也叫復(fù)晶體），它是由單晶體組成的。這種組成方式是無(wú)規(guī)則的，每個(gè)單晶體的取向不同。雖然每個(gè)單晶體仍保持原來(lái)的特性，但多晶體除有固定的熔點(diǎn)外，其他宏觀物理特性就不再存在。這是因?yàn)榻M成多晶體的單晶體仍保持著分子、原子有規(guī)則的則列，溫度達(dá)不到熔第 5 頁(yè)解溫度時(shí)不會(huì)破壞其空間點(diǎn)陣，故仍存在熔解溫度。而其他方面的宏觀性質(zhì)，則因?yàn)槎嗑w是由大量單晶體無(wú)規(guī)則排列成的，單晶體各方向上的特