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(fù)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(fù)出現(xiàn)，這種周期性規(guī)律是晶體結(jié)構(gòu)中最基本的特征。

　　固態(tài)物質(zhì)分為晶體和非晶體。從宏觀上看，自然凝結(jié)的、不受外界干擾而形成的晶體都有自己獨(dú)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(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)陣也開始解體，于是晶體開始變成液體。在晶體從固體向液體的轉(zhuǎn)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(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(diǎn)陣，只用來提高平均動(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的非晶體。

　　特征

　?。?）自然凝結(jié)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(diǎn)，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(diǎn)。

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

　?。?）晶體相對應(yīng)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(jié)構(gòu)無序或者近程有序而長程無序的物質(zhì)，組成物質(zhì)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(zhì)在各個(gè)方向上是相同的，叫“各向同性”。它沒有固定的熔點(diǎn)，所以有人把非晶體叫做“過冷液體”或“流動(dòng)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(zhì)有：氧化物玻璃、金屬玻璃、非晶半導(dǎo)體和高分子化合物。

　　基本性質(zhì)

　　非晶體又稱無定形體內(nèi)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(zhì)、非晶態(tài)半導(dǎo)體、非晶態(tài)金屬。它們有特殊的物理、化學(xué)性質(zhì)。例如金屬玻璃（非晶態(tài)金屬）比一般（晶態(tài)）金屬的強(qiáng)度高、彈性好、硬度和韌性高、抗腐蝕性好、導(dǎo)磁性強(qiáng)、電阻率高等。這使非晶態(tài)固體有多方面的應(yīng)用。它是一個(gè)正在發(fā)展中的新的研究領(lǐng)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(zhuǎn)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(dǎo)體物質(zhì)在一定溫度下熱處理，可以得到相應(yīng)的晶體?？梢哉f，晶態(tài)和非晶態(tài)是物質(zhì)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(xué)穩(wěn)定態(tài)。

　　相互區(qū)別

　　本質(zhì)區(qū)別晶體有自范性，非晶體無自范性。

　　物理性質(zhì)晶體是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間成周期性重復(fù)排列的固體，具有長程有序，并成周期性重復(fù)排列。非晶體是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間不成周期性重復(fù)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(diǎn)，非晶體無固定的熔點(diǎn)，它的熔化過程中溫度隨加熱不斷升高。

　　微觀結(jié)構(gòu)

　　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——原子是對稱排列的，形成很規(guī)則的的結(jié)構(gòu)圖幾何空間點(diǎn)陣；空間點(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，它們的作用主要是靜電力；對每一個(gè)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(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)；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(jié)構(gòu)。

　　晶體與非晶體的區(qū)別

　　物質(zhì)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(zhì)在熔化和凝固過程中，固態(tài)和液態(tài)并存時(shí)，溫度保持不變，這類物質(zhì)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(zhì)在熔化和凝固過程中，其溫度不斷的變化，沒有固定的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)。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(dú)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(diǎn)（或凝固點(diǎn)）。如冰（或水）的熔點(diǎn)（或凝固點(diǎn)）是0℃、海波的熔點(diǎn)（或凝固點(diǎn)）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(diǎn)（或凝固點(diǎn)）。在給物質(zhì)加熱過程中，我們可以借助實(shí)驗(yàn)溫度計(jì)，在物質(zhì)熔化時(shí)，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。

　　（3）從物質(zhì)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(shí)，先是有一部分冰化成水，然后，隨著熔化的進(jìn)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(dòng)性越來越大（或越小），最后變成液態(tài)（或固態(tài)）。如我們看到的蠟燭點(diǎn)燃時(shí)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(shí)，盡管有一部分冰已經(jīng)化成了水，而其它部分的冰仍然是很堅(jiān)硬的固體。

　?。?）從圖像上看：

　　根據(jù)晶體熔化（或凝固）時(shí)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(shí)間軸是平行的。而非晶體熔化（或凝固）時(shí)的溫度變化曲線中則沒有這一段。