什么是晶體

　　晶體（crystal）是有明確衍射圖案的固體，其原子或分子在空間按一定規(guī)律周期重復地排列。晶體中原子或分子的排列具有三維空間的周期性，隔一定的距離重復出現(xiàn)，這種周期性規(guī)律是晶體結構中最基本的特征。

　　固態(tài)物質分為晶體和非晶體。從宏觀上看，自然凝結的、不受外界干擾而形成的晶體都有自己獨特的、呈對稱性的形狀，如食鹽呈立方體；冰呈六角棱柱體；明礬呈八面體等。

　　當晶體從外界吸收熱量時，其內部分子、原子的平均動能增大，溫度也開始升高，但并不破壞其空間點陣，仍保持有規(guī)則排列。繼續(xù)吸熱達到一定的溫度──熔點時，其分子、原子運動的劇烈程度可以破壞其有規(guī)則的排列，空間點陣也開始解體，于是晶體開始變成液體。在晶體從固體向液體的轉化過程中，吸收的熱量用來一部分一部分地破壞晶體的空間點陣，所以固液混合物的溫度并不升高。當晶體完全熔化后，隨著從外界吸收熱量，溫度又開始升高。而非晶體由于分子、原子的排列不規(guī)則，吸收熱量后不需要破壞其空間點陣，只用來提高平均動能，所以當從外界吸收熱量時，便由硬變軟，最后變成液體。玻璃、松香、瀝青和橡膠就是常見的非晶體。

　　特征

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

　?。?）晶體擁有固定的熔點，在熔化過程中，溫度始終保持不變。

　?。?）單晶體有各向異性的特點。

　?。?）晶體可以使X光發(fā)生有規(guī)律的衍射。宏觀上能否產生X光衍射現(xiàn)象，是實驗上判定某物質是不是晶體的主要方法。

　?。?）晶體相對應的晶面角相等，稱為晶面角守恒。

　　什么是非晶體

　　非晶體是指結構無序或者近程有序而長程無序的物質，組成物質的分子（或原子、離子）不呈空間有規(guī)則周期性排列的固體，它沒有一定規(guī)則的外形。它的物理性質在各個方向上是相同的，叫“各向同性”。它沒有固定的熔點，所以有人把非晶體叫做“過冷液體”或“流動性很小的液體”。玻璃體是典型的非晶體，所以非晶態(tài)又稱為玻璃態(tài)。重要的玻璃體物質有：氧化物玻璃、金屬玻璃、非晶半導體和高分子化合物。

　　基本性質

　　非晶體又稱無定形體內部原子或分子的排列呈現(xiàn)雜亂無章的分布狀態(tài)的固體稱為非晶體。 如玻璃、瀝青、石蠟等。非晶態(tài)固體包括非晶態(tài)電介質、非晶態(tài)半導體、非晶態(tài)金屬。它們有特殊的物理、化學性質。例如金屬玻璃（非晶態(tài)金屬）比一般（晶態(tài)）金屬的強度高、彈性好、硬度和韌性高、抗腐蝕性好、導磁性強、電阻率高等。這使非晶態(tài)固體有多方面的應用。它是一個正在發(fā)展中的新的研究領域，得到迅速的發(fā)展。

　　晶體與非晶體之間在一定條件下可以相互轉化。例如，把石英晶體熔化并迅速冷卻，可以得到石英玻璃。將非晶半導體物質在一定溫度下熱處理，可以得到相應的晶體?？梢哉f，晶態(tài)和非晶態(tài)是物質在不同條件下存在的兩種不同的固體狀態(tài)，晶態(tài)是熱力學穩(wěn)定態(tài)。

　　相互區(qū)別

　　本質區(qū)別晶體有自范性，非晶體無自范性。

　　物理性質晶體是內部質點在三維空間成周期性重復排列的固體，具有長程有序，并成周期性重復排列。非晶體是內部質點在三維空間不成周期性重復排列的固體，具有近程有序，但不具有長程有序。外形為無規(guī)則形狀的固體。晶體有各向異性，非晶體多數(shù)是各向同性。晶體有固定的熔點，非晶體無固定的熔點，它的熔化過程中溫度隨加熱不斷升高。

　　微觀結構

　　晶體和非晶體所以含有不同的物理性質，主要是由于它的微觀結構不同。

　　組成晶體的微?！邮菍ΨQ排列的，形成很規(guī)則的的結構圖幾何空間點陣；空間點陣排列成不同的形狀，就在宏觀上呈現(xiàn)為晶體不同的獨特幾何形狀；組成點陣的各個原子之間，都相互作用著，它們的作用主要是靜電力；對每一個原子來說，其他原子對它作用的總效果，使它們都處在勢能最低的狀態(tài)，因此很穩(wěn)定，宏觀上就表現(xiàn)為形狀固定，且不易改變；晶體內部原子有規(guī)則的排列，引起了晶體各向不同的物理性質；如果外力沿平行晶面的方向作用，則晶體就很容易滑動（變形），這種變形還不易恢復，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；當晶體吸收熱量時，由于不同方向原子排列疏密不同，間距不同，吸收的熱量多少也不同，于是表現(xiàn)為有不同的傳熱系數(shù)和膨脹系數(shù)。 而非晶體一般沒有這結構。

　　晶體與非晶體的區(qū)別

　　物質的存在狀態(tài)一般有三種情況：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。固體又分為兩種存在形式：晶體和非晶體。

　　所謂晶體就是指物質在熔化和凝固過程中，固態(tài)和液態(tài)并存時，溫度保持不變，這類物質叫做晶體。例：海波、萘、石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、糖、味精、水晶、鉆石、冰、干冰、霜、雪、冰雹、雪糕、各種金屬。

　　而非晶體是指物質在熔化和凝固過程中，其溫度不斷的變化，沒有固定的熔點和凝固點。例：玻璃、蠟、松香、瀝青、橡膠、塑料、布。

　?。?） 從外形上觀察：

　　晶體都有自己獨特的、呈對稱性的形狀。如食鹽呈立方體；冰呈六角棱柱體；明礬呈八面體等。非晶體的外形則是不規(guī)則的。如瀝青、玻璃、松香、石蠟等。

　?。?）從溫度上測量：

　　晶體在熔化（或凝固）過程中溫度保持不變，即有確定的熔點（或凝固點）。如冰（或水）的熔點（或凝固點）是0℃、海波的熔點（或凝固點）是48℃。非晶體在熔化（或凝固）過程中溫度持續(xù)上升（或下降），沒有確定的熔點（或凝固點）。在給物質加熱過程中，我們可以借助實驗溫度計，在物質熔化時，測量其溫度是否發(fā)生變化，如果溫度不變的就是晶體，溫度上升的就是非晶體。

　?。?）從物質的狀態(tài)上觀察：

　　晶體在熔化（或凝固）過程中呈固液共存態(tài)。如冰熔化時，先是有一部分冰化成水，然后，隨著熔化的進行，冰越來越少，水越來越多，只到最后冰全部化成水。非晶體在熔化（或凝固）過程中先是整體變軟（或變硬），然后流動性越來越大（或越?。?，最后變成液態(tài)（或固態(tài)）。如我們看到的蠟燭點燃時就是這樣，靠近火焰的地方先變軟再變成液態(tài)的蠟油。不像冰熔化時，盡管有一部分冰已經化成了水，而其它部分的冰仍然是很堅硬的固體。

　?。?）從圖像上看：

　　根據(jù)晶體熔化（或凝固）時的溫度不變這一特征，所以在晶體熔化和凝固圖像上就表現(xiàn)為在它的變化曲線有一段是平滑的或者說是有一段圖像曲線是與時間軸是平行的。而非晶體熔化（或凝固）時的溫度變化曲線中則沒有這一段。