第1章 晶体与非晶体的概念
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晶体是有固定地熔点和沸点,而非晶体就没有固定地熔点和沸点.它们分子地空间排列一个有规律一个杂乱大家知道,物质有三种聚集态:气体、液体和固体.但是,你知道根据其内部构造特点,固体又可分为几类吗?可分为晶体、非晶体和准晶体三大类. 资料个人收集整理,勿做商业用途晶体在合适地条件下,通常都是面平棱直地规则几何形状,就像有人特意加工出来地一样.其内部原子地排列十分规整严格,比士兵地方阵还要整齐得多.如果把晶体中任意一个原子沿某一方向平移一定距离,必能找到一个同样地原子.而玻璃(及其他非晶体如石蜡、沥青、塑料等)内部原子地排列则是杂乱无章地.准晶体是最近发现地一类新物质,其内部原子排列既不同于晶体,也不同于非晶体. 资料个人收集整理,勿做商业用途仅从外观上,用肉眼很难区分晶体、非晶体与准晶体.一块加工过地水晶晶体与同样形状地玻璃(非晶体)外观上几乎看不出任何区别.同样,一层金属薄膜(通常是晶体)与一层准晶体金属膜从外观上也看不出差异.那么,如何才能快速鉴定出它们呢?一种最常用地技术是光技术.光技术诞生以后,很快就被科学家用于固态物质地鉴定.如果利用光技术对固体进行结构分析,你很快就会发现,晶体和非晶体、准晶体是截然不同地三类固体. 资料个人收集整理,勿做商业用途由于物质内部原子排列地明显差异,导致了晶体与非晶体物理化学性质地巨大差别.例如,晶体有固定地熔点(当温度高到某一温度便立即熔化),物理性质(力学、光学、电学及磁学性质等)表现出各向异性(比如光线在水晶中传播方向不同,速度也不一样).而玻璃及其他非晶体(亦称为无定形体)则没有固定地熔点(从软化到熔化是一个较大地温度范围),物理性质方面则表现为各向同性.自然界中地绝大多数矿石都是晶体,就连地上地泥土沙石也是晶体,冬天地冰雪是晶体,日常见到地各种金属制品亦属晶体.可见晶体并不陌生,它就在我们地日常生活中. 资料个人收集整理,勿做商业用途人们通过长期认识世界、改造世界地实践活动,逐渐发现了自然界中各种矿物地形成规律,并研究出了许许多多合成人工晶体地方法和设备.现在,人们既可以从水溶液中获得单晶体,也可以在数千度地高温下培养出各种功能晶体(如半导体晶体、激光晶体等);既可以生产出重达数吨地大块单晶,也可研制出细如发丝地纤维晶体,以及只有几十个原子层厚地薄膜材料.五光十色丰富多彩地人工晶体已悄悄地进入了我们地生活,并在各个高新技术领域大显神通. 资料个人收集整理,勿做商业用途【晶体】具有规则几何形状地固体.其内部结构中地原子、离子或分子都在空间呈有规则地三维重复排列而组成一定型式地晶格.这种排列称为晶体结构.晶体点阵是晶体粒子所在位置地点在空间地排列.相应地在外形上表现为一定形状地几何多面体,这是它地宏观特性.同一种晶体地外形不完全一样,但却有共同地特点.各相应晶面间地夹角恒定不变,这条规律称为晶面角守恒定律,它是晶体学中重要地定律之一,是鉴别各种矿石地依据.晶体地一个基本特性是各向异性,即在各个不同地方向上具有不同地物理性质,如力学性质(硬度、弹性模量等等)、热学性质(热膨胀系数、导热系数等等)、电学性质(介电常数、电阻率等等)光学性质(吸收系数、折射率等等).例如,外力作用在云母地结晶薄片上,沿平行于薄片地平面很容易裂开,但在薄片上裂开则非易事.岩盐则容易裂成立方体.这种易于劈裂地平面称为解理面.在云母片上涂层薄石蜡,用烧热地钢针触云母片地反面,便会以接触点为中心,逐渐化成椭圆形,说明云母在不同方向上导热系数不同.晶体地热膨胀也具各向异性,如石墨加热时沿某些方向膨胀,沿另一些方向收缩.晶体地另一基本特点是有一定地熔点,不同地晶体有它不相同地熔点.且在熔解过程中温度保持不变. 资料个人收集整理,勿做商业用途对晶体微观结构地认识是随生产和科学地发展而逐渐深入地.年就有人设想晶体是由原子规则排列而成地,年劳埃用射线衍射现象证实这一假设.现在已能用电子显微镜对晶体内部结构进行观察和照相,更有力地证明假想地正确性. 资料个人收集整理,勿做商业用途【非晶体】指组成它地原子或离子不是作有规律排列地固态物质.如玻璃、松脂、沥青、橡胶、塑料、人造丝等都是非晶体.从本质上说,非晶体是粘滞性很大地液体.解理面地存在说明晶体在不同方向上具有不同地力学性质,非晶体破碎时因各向同性而没有解理面,例如,玻璃碎片地形状就是任意地.若在玻璃上涂一薄层石蜡,用烧热地钢针触及背面,则以触点为中心,将见到熔化地石蜡成圆形.这说明导热系数相同.非晶体没有固定地熔点,随着温度升高,物质首先变软,然后由稠逐渐变稀,成为流体.具有一定地熔点是一切晶体地宏观特性,也是晶体和非晶体地主要区别. 资料个人收集整理,勿做商业用途晶体和非晶体之间是可以转化地.许多物质存在地形式,可能是晶体,也可能是非晶体.将水晶熔化后使其冷却,即成非晶体地石英玻璃,它地转化过程需要一定地条件. 资料个人收集整理,勿做商业用途。
"固体物理"根本概念和知识点第一章根本概念和知识点1) 什么是晶体、非晶体和多晶?(H)*晶面有规则、对称配置的固体,具有长程有序特点的固体称为晶体;在凝结过程中不经过结晶(即有序化)的阶段,原子的排列为长程无序的固体称为非晶体。
由许许多多个大小在微米量级的晶粒组成的固体,称为多晶。
2) 什么是原胞和晶胞?(H)*原胞是一个晶格最小的周期性单元,在有些情况下不能反响晶格的对称性;为了反响晶格的对称性,选取的较大的周期单元,称为晶胞。
3) 晶体共有几种晶系和布拉伐格子?(H)*按构造划分,晶体可分为7大晶系, 共14布拉伐格子。
4) 立方晶系有几种布拉伐格子?画出相应的格子。
(H)*立方晶系有简单立方、体心立方和面心立方三种布拉伐格子。
5) 什么是简单晶格和复式格子?分别举3个简单晶格和复式晶格的例子。
(H)*简单晶格中,一个原胞只包含一个原子,所有的原子在几何位置和化学性质上是完全等价的。
碱金属具有体心立方晶格构造;Au、Ag和Cu具有面心立方晶格构造,它们均为简单晶格复式格子则包含两种或两种以上的等价原子,不同等价原子各自构成一样的简单晶格,复式格子由它们的子晶格相套而成。
一种是不同原子或离子构成的晶体,如:NaCl、CsCl、ZnS等;一种是一样原子但几何位置不等价的原子构成的晶体,如:具有金刚石构造的C、Si、Ge等6) 钛酸钡是由几个何种简单晶格穿套形成的?(H)BaTiO在立方体的项角上是钡(Ba),钛(Ti)位于体心,面心上是三组氧(O)。
三组氧(OI,OII,*3OIII)周围的情况各不一样,整个晶格是由 Ba、 Ti和 OI、 OII、 OIII各自组成的简立方构造子晶格(共5个)套构而成的。
7) 为什么金刚石是复式格子?金刚石原胞中有几个原子?晶胞中有几个原子?(H)*金刚石中有两种等价的C原子,即立方体中的8个顶角和6个面的中心的原子等价,体对角线1/4处的C原子等价。
高中化学晶体与非晶体的区别知识点总结一、晶体与非晶体晶体是具有规则的几何外形的固体,而非晶体则没有规则的几何外形。
晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体有( 能自发呈现多面体外形)原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体没有( 不能自发呈现多面体外形)原子排列相对无序晶体的特点:(1 )有固定的几何外形;(2 )有固定的熔点;(3 )有各向异性。
晶体形成的一段途径:(1 )熔融态物质凝固;(2 )溶质从溶液中析出;(3 )气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
说明:1 、晶体可以认为是内部粒子(原子、离子、分子)在空间按一定规律周期性重复排列构成的固体物质,如食盐、干冰、金刚石等;而非晶体则是内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质,如:橡胶、玻璃、松香等。
2 、晶体的自范性是指:在适宜的条件下,晶体能够自发地呈现封闭的规则和凸面体外形的性质。
晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。
晶体自范性的条件是:生长速率适当。
3 、由于晶体各个方向排列的质点的距离不同,而导致晶体各个方向的性质也不一样。
对于晶体来说, 许多物理性质:如硬度、导热性、光学性质等,因研究角度不同而产生差异,即为各向异性。
4 、加热晶体,温度达到晶体熔点时即开始熔化,在没有完全熔化之前,继续加热,温度不会升高,完全熔化后,温度才会升高,即晶体具有固定的熔点;加热非晶体,温度达到一定程度后开始软化,流动性很强,最后变为液体,从软化到熔化,中间经过一段很长的温度范围,即非晶体没有固定的熔点。
5 、当单一波长的X -射线通过晶体时,可发生衍射,会在记录仪上看到分立的斑点或谱线。
说明晶体可使X -射线产生衍射,而X -射线通过非晶体时只能产生散射。
因此,利用晶体的这一性质,来鉴别晶体与非晶体。
6 、熔融态物质凝固以及溶质从溶液中析出时,在适宜的生长速率下可以形成晶体,但如果生长速率不当,则形成的晶体外形很不规则。
晶体的结构及性质基础知识一.晶体和非晶体1.定义:内部粒子(原子、分子或离子)在空间按一定规律做周期性重复排列的固体物质称为晶体。
例如:高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。
绝大多数常见固体都是晶体。
非晶体:内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。
例如:玻璃、沥青、石蜡等。
非晶体又称为无定形体。
2.晶体的重要特征(1)具有规则的几何外形(2)具有各向异性(3)有固定的熔点(4)X—射线衍射实验二.几类晶体的概念1.分子晶体:分子间以分子间作用力形成的晶体。
2.原子晶体:相邻原子间以共价键相结合形成的空间网结构的晶体叫原子晶体。
原子晶体又叫共价晶体。
3.离子晶体:由阴阳离子通过离子键结合而成的晶体叫做离子晶体。
4.金属晶体:金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。
金属晶体的成键粒子是金属阳离子和自由电子。
三.离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体比较晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体组成晶体的粒子阳离子和阴离子原子分子组成晶体粒子间的相互作用离子键共价键范德华力(有的还有氢键)典型实例NaCl 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC冰(H2O)、干冰(CO2)晶体的物理特性熔点、沸点熔点较高、沸点高熔、沸点高熔、沸点低导热性不良不良不良导电性固态不导电,熔化或溶于水能导电差差机械加工性能不良不良不良硬度略硬而脆高硬度硬度较小四.几种常见的晶体结构1.氯化钠晶体(离子晶体)在氯化钠晶体中:(1)与每个Na等距紧邻的Cl-有6个(2)与每个+Na等距紧邻的+Na有12个(3)每个氯化钠晶胞中含有4个NaCl。
(4)+Na周围与每个+Na等距紧邻的6个Cl-围成的空间构型为正八面体。
2.氯化铯晶体(离子晶体)在氯化铯晶体中:(1)与每个Cs+等距紧邻的Cl-有8个(2)与每个Cs+等距紧邻的Cs+有6个(3)每个氯化钠晶胞中含有1个CsCl。
3.干冰(分子晶体)在干冰的晶体中:(1)与每个CO2分子等距紧邻的CO2分子有12个。