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晶體的特點有什麼特徵

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晶體是有明確衍射圖案的固體,其原子或分子在空間按一定規律週期重複地排列。下面是本站小編給大家整理的晶體的特點,希望能幫到大家!

晶體的特點有什麼特徵
  晶體的特點

(1)自然凝結的、不受外界干擾而形成的晶體擁有整齊規則的幾何外形,即晶體的自範性。

(2)晶體擁有固定的熔點,在熔化過程中,溫度始終保持不變。

(3)單晶體有各向異性的特點。

(4)晶體可以使X光發生有規律的衍射。

巨集觀上能否產生X光衍射現象,是實驗上判定某物質是不是晶體的主要方法。

(5)晶體相對應的晶面角相等,稱為晶面角守恆。

  晶體的特性

晶體的分佈非常廣泛,自然界的固體物質中,絕大多數是晶體。氣體、液體和非晶物質在一定的合適條件下也可以轉變成晶體。

1.長程有序:晶體內部原子在至少在微米級範圍內的規則排列。

2.均勻性:晶體內部各個部分的巨集觀性質是相同的。

3.各向異性:晶體中不同的方向上具有不同的物理性質。

4.對稱性:晶體的理想外形和晶體內部結構都具有特定的對稱性。

5.自限性:晶體具有自發地形成封閉幾何多面體的特性。

6.解理性:晶體具有沿某些確定方位的晶面劈裂的性質。

7.最小內能:成型晶體內能最小。

8.晶面角守恆:屬於同種晶體的兩個對應晶面之間的夾角恆定不變。

具體介紹:

均一性和異向性

因為晶體是具有格子構造的固體,同一晶體的各個部分質點分佈是相同的,所以同一晶體的各個部分的性質是相同的,此即晶體的均一性;同一晶體格子中,在不同的方向上質點的排列一般是不相同的,晶體的性質也隨方向的不同而有所差異,此即晶體的異向性。

最小內能與穩定性

晶體與同種物質的非晶體、液體、氣體比較,具有最小內能。晶體是具有格子構造的固體,其內部質點作規律排列。這種規律排列的質點是質點間的引力與斥力達到平衡,使晶體的各個部分處於位能最低的結果。

對稱性

晶體的對稱表現在晶體中相等的晶面,晶稜和角頂有規律的重複出現。這是由於它具有規律的格子構造。是其在三維空間週期性重複的體現。既晶體的對稱性不僅表現在外部形態上,而且其內部構造也同樣也是對稱的。

在晶體的外形以及其他巨集觀表現中還反映了晶體結構的對稱性。晶體的理想外形或其結構都是對稱圖象。這類圖象都能經過不改變其中任何兩點間距離的操作後復原。這樣的操作稱為對稱操作,平移、旋轉、反映和倒反都是對稱操作。能使一個圖象復原的全部不等同操作,形成一個對稱操作群。

在晶體結構中空間點陣所代表的是與平移有關的對稱性,此外,還可以含有與旋轉、反映和倒反有關並能在巨集觀上反映出來的對稱性,稱為巨集觀對稱性,它在晶體結構中必須與空間點陣共存,並互相制約。制約的結果有二:

(1)晶體結構中只能存在1、2、3、4和6次對稱軸,

(2)空間點陣只能有14種形式。n次對稱軸的基本旋轉操作為旋轉360°/n,因此,晶體能在外形和巨集觀中反映出來的軸對稱性也只限於這些軸次。

由於原子並不處於靜止狀態,存在著外來原子引起的點陣畸變以及一定的缺陷,基本結構雖然仍符合上述規則性,但絕不是如設想的那樣完整無缺,存在數目不同的各種形式的晶體缺陷。另外還必須指出,絕大多數工業用的金屬材料不是隻由一個巨大的單晶所構成,而是由大量小塊晶體組成,即多晶體。在整塊材料內部,每個小晶體(或稱晶粒)整個由三維空

間介面與它的近鄰隔開。這種介面稱晶粒間界,簡稱晶界。晶界厚度約為兩三個原子。大多數天然晶體都是一個原子接一個原子或一個分子接一個分子來完成的但是JillianBanfield和同事們發現了一些晶體,它們是由含有成百上千個原子的“預製”奈米晶體裝配而成。據一篇相關的研究評述,這種晶體的塊生長方式可能會對製造用於光學和電子裝置(比如鐳射或硬碟)的人工材料有用。水鐵石(ferrihydrite)的天然的預製晶體是由細菌合成的,在被水淹了的礦的爛泥裡能找到,水鐵石靠排列的奈米晶體連線起來而生長。這種生長晶體的方式引入特有的缺陷,可能會影響晶體在以後反應中的`性質。

  晶體的結構

晶體按其結構粒子和作用力的不同可分為四類:離子晶體、原子晶體、分子晶體和金屬晶體。

固體可分為晶體、非晶體和準晶體三大類。

具有整齊規則的幾何外形、固定熔點和各向異性的固態物質,是物質存在的一種基本形式。固態物質是否為晶體,一般可由X射線衍射法予以鑑定。

晶體內部結構中的質點(原子、離子、分子、原子團)有規則地在三維空間呈週期性重複排列,組成一定形式的晶格,外形上表現為一定形狀的幾何多面體。組成某種幾何多面體的平面稱為晶面,由於生長的條件不同,晶體在外形上可能有些歪斜,但同種晶體晶面間夾角(晶面角)是一定的,稱為晶面角不變原理。

晶體按其內部結構可分為七大晶系和14種晶格型別。晶體都有一定的對稱性,有32種對稱元素系,對應的對稱動作群稱做晶體系點群。按照內部質點間作用力性質不同,晶體可分為離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體等四大典型晶體,如食鹽、金剛石、乾冰和各種金屬等。同一晶體也有單晶和多晶(或粉晶)的區別。在實際中還存在混合型晶體。說到晶體,還得從結晶談起。大家知道,所有物質都是由原子或分子構成的。眾所周知,物質有三種聚集形態:氣體、液體和固體。但是,你知道根據其內部構造特點,固體又可分為幾類嗎?研究表明,固體可分為晶體、非晶體和準晶體三大類。

幾何形狀

晶體通常呈現規則的幾何形狀,就像有人特意加工出來的一樣。其內部原子的排列十分規整嚴格,比士兵的方陣還要整齊得多。如果把晶體中任意一個原子沿某一方向平移一定距離,必能找到一個同樣的原子。而玻璃、珍珠、瀝青、塑料等非晶體,內部原子的排列則是雜亂無章的。準晶體是發現的一類新物質,其內部排列既不同於晶體,也不同於非晶體。

究竟什麼樣的物質才能算作晶體呢?首先,除液晶外,晶體一般是固體形態。其次,組成物質的原子、分子或離子具有規律、週期性的排列,這樣的物質就是晶體。

但僅從外觀上,用肉眼很難區分晶體、非晶體與準晶體。那麼,如何才能快速鑑定出它們呢?一種最常用的技術是X光技術。用X光對固體進行結構分析,你很快就會發現,晶體和非晶體、準晶體是截然不同的三類固體。

為了描述晶體的結構,我們把構成晶體的原子當成一個點,再用假想的線段將這些代表原子的各點連線起來,就繪成了像圖中所表示的格架式空間結構。這種用來描述原子在晶體中排列的幾何空間格架,稱為晶格。由於晶體中原子的排列是有規律的,可以從晶格中拿出一個完全能夠表達晶格結構的最小單元,這個最小單元就叫作晶胞。許多取向相同的晶胞組成晶粒,由取向不同的晶粒組成的物體,叫做多晶體,而單晶體內所有的晶胞取向完全一致,常見的單晶如單晶矽、單晶石英。大家最常見到的一般是多晶體。

由於物質內部原子排列的明顯差異,導致了晶體與非晶體物理化學性質的巨大差異。例如,晶體有固定的熔點,當溫度高到某一溫度便立即熔化;而玻璃及其它非晶體則沒有固定的熔點,從軟化到熔化是一個較大的溫度範圍。

類別例項

1.立方晶系鑽石明礬金 鐵鉛

2.正方晶系錫金紅石白鎢

3.斜方晶系硫碘硝酸銀

4.單斜晶系硼砂蔗糖石膏

5.三斜晶系硫酸銅硼酸

6.三方(菱形)晶系砷水晶冰石墨