非晶体有哪些 食盐是非晶体吗
二、晶体的探微
一、晶体与非晶体的概念阐述
(一)晶体定义
晶体,是指其内部微粒(如原子、离子或分子)在三维空间里呈现周期性有序排列的固体物质。常见的晶体包括食盐、冰、铁、铜等。根据构成晶体的粒子间作用力的差异,晶体可细分为离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体。
(二)非晶体定义
相对地,非晶体指的是其内部微粒(原子、离子或分子)排列呈相对无序状态的固体物质。常见的非晶体包括玻璃、橡胶、炭黑等。
二、晶体与非晶体的本质差异
在宏观层面,判断晶体与非晶体的依据是固体是否具有规则的几何外形。这种规则的几何外形是微粒在结晶过程中自发形成的,而为加工的结果。虽然许多固体粉末的颗粒太小,无法观察到其规则的几何外形,但在光学或电子显微镜下,仍可观察到其规则的外形,从而确定其为晶体,如我们日常食用的精盐。
三、晶体的特性详解
(一)晶体的自范性
晶体具有自发呈现多面体外形的特性,这就是晶体的自范性。这一过程虽然是自动发生的,但仍需一定的条件,如晶体生长速率的适当性。熔融态物质冷却凝固时,若凝固速率适中,可得到具有多面体外形的晶体;若凝固速率过快,则可能只得到粉末或无规则外形的块状物,甚至形成非晶态物质。
(二)各向异性
晶体的某些物理性质在不同方向上存在差异,如强度、光学性质、导电性、导热性等,这被称为晶体的各向异性。例如,石墨的横纵导电能力相差极大。相比之下,非晶体的物理性质没有各向异性。
(三)熔点特性
晶体通常具有固定的熔点,而非晶体则没有。在熔化过程中,晶体温度保持恒定,而非晶体温度则持续上升。
(四)X射线衍射与散射
晶体能使X射线产生衍射,而非晶体则只能产生散射。这是区分晶体与非晶体的科学方法之一。
(五)其他基本性质
晶体还具有均一性、对称性、最小内能、稳定性等基本性质。例如,晶体的各部分化学组成和密度都是相同的,且其内部结构和外形都具有特有的对称性。晶体在相同的热力学条件下具有最小的内能,使其处于一个相对稳定的状态。
四、形成晶体的途径
晶体可以通过熔融态物质凝固、气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华),以及溶质从溶液中析出三种途径形成。
五、区分晶体与非晶体的方法
(一)X射线衍射实验
最可靠的科学方法是进行X射线衍射实验。
(二)测定熔点
另一种常用方法是测定固体的熔点。具有固定熔点的固体是晶体,没有固定熔点的固体是非晶体。