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晶体和非晶体的区别

晶体和非晶体的区别

2023-09-05 10:32:16 293浏览

晶体是是原子、离子或分子按照一定的周期性在空间排列形成在结晶过程中形成具有一定规则的几何外形的固体,如食盐呈立方体,冰呈六角棱柱体,明矾呈八面体等。非晶体,也叫无定形体,是其中的原子不按照一定空间顺序排列的固体,与晶体相对应,常见的非晶体包括玻璃和松香等。

晶体和非晶体的区别:

1、本质区别

晶体有自范性,非晶体无自范性。

2、物理性质

晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体,具有长程有序,并成周期性重复排列。

非晶体是内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体,具有近程有序,但不具有长程有序。外形为无规则形状的固体。

晶体有各向异性,非晶体多数是各向同性。晶体有固定的熔点,非晶体无固定的熔点,它的熔化过程中温度随加热不断升高。

3、微观结构

晶体和非晶体所以含有不同的物理性质,主要是由于它的微观结构不同。

几何空间点阵;空间点阵排列成不同的形状,就在宏观上呈现为晶体不同的独特几何形状;组成点阵的各个原子之间,都相互作用着,它们的作用主要是静电力;对每一个原子来说,其他原子对它作用的总效果,使它们都处在势能最低的状态,因此很稳定。

宏观上就表现为形状固定,且不易改变;晶体内部原子有规则的排列,引起了晶体各向不同的物理性质;如果外力沿平行晶面的方向作用,则晶体就很容易滑动(变形),这种变形还不易恢复,称为晶体的范性;从这里可以看出沿晶面的方向,其弹性限度小,只要稍加力,就超出了其弹性限度,使其不能复原,而沿其他方向则弹性限度很大,能承受较大的压力、拉力而仍满足虎克定律;当晶体吸收热量时,由于不同方向原子排列疏密不同,间距不同,吸收的热量多少也不同,于是表现为有不同的传热系数和膨胀系数。而非晶体一般没有这结构。

晶体的特征:

(1)自然凝结的、不受外界干扰而形成的晶体拥有整齐规则的几何外形,即晶体的自范性。

(2)晶体拥有固定的熔点,在熔化过程中,温 度始终保持不变。

(3)单晶体有各向异性的特点。

(4)晶体可以使X光发生有规律的衍射。

宏观上能否产生X光衍射现象,是实验上判定某物质是不是晶体的主要方法。

(5)晶体相对应的晶面角相等,称为晶面角守恒。

非晶体熔化:

1、当晶体从外界吸收热量时,其内部分子、原子的平均动能增大,温度也开始升高,但并不破坏其空间点阵,仍保持有规则排列。继续吸热达到一定的温度——熔点时,其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列,空间点阵也开始解体,于是晶体开始变成液体。

2、在晶体从固体向液体的转化过程中,吸收的热量用来一部分一部分地破坏晶体的空间点阵,所以固液混合物的温度并不升高。当晶体完全熔化后,随着从外界吸收热量,温度又开始升高。而非晶体由于分子、原子的排列不规则,吸收热量后不需要破坏其空间点阵,只用来提高平均动能,所以当从外界吸收热量时,便由硬变软,最后变成液体。

晶体的种类:

1、晶体的一些性质取决于将分子联结成固体的结合力。这些力通常涉及原子或分子的最外层的电子(或称价电子)的相互作用。如果结合力强,晶体有较高的熔点。如果它们稍弱一些,晶体将有较低的熔点,也可能较易弯曲和变形。如果它们很弱,晶体只能在很低温度下形成,此时分子可利用的能量不多。

2、离子晶体由正离子和负离子构成,靠不同电荷之间的引力(离子键)结合在一起。氯化钠是离子晶体的一例。原子晶体(共价晶体)的原子或分子共享它们的价电子(共价键)。

3、钻石、锗和硅是重要的共价晶体。金属晶体是金属的原子变为离子,被自由的价电子所包围,它们能够容易地从一个原子运动到另一个原子,可形象的描述为沉浸在自由电子的海洋里(金属键)。当这些电子全在同一方向运动时,它们的运动称为电流。

4、分子晶体的分子完全不分享它们的电子。它们的结合是由于从分子的一端到另一端电场有微小的变动。因为这个结合力很弱(范德华力和氢键),这些晶体在很低的温度下就熔化,且硬度极低。典型的分子结晶如固态氧和冰。