晶體按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為七大晶系和14種晶格類型。晶體都有一定的對稱性,有32種對稱元素系,對應(yīng)的對稱動作群稱做晶體系點群。按照內(nèi)部質(zhì)點間作用力性質(zhì)不同,晶體可分為離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體等四大典型晶體,如食鹽、金剛石、干冰和各種金屬等。同一晶體也有單晶和多晶(或粉晶)的區(qū)別。在實際中還存在混合型晶體。
說到晶體,還得從結(jié)晶談起。大家知道,所有物質(zhì)都是由原子或分子構(gòu)成的。眾所周知,物質(zhì)有三種聚集形態(tài):氣體、液體和固體。但是,你知道根據(jù)其內(nèi)部構(gòu)造特點,固體又可分為幾類嗎?研究表明,固體可分為晶體、非晶體和準晶體三大類。
晶體通常呈現(xiàn)規(guī)則的幾何形狀,就像有人特意加工出來的一樣。其內(nèi)部原子的排列十分規(guī)整嚴格,比士兵的方陣還要整齊得多。如果把晶體中任意一個原子沿某一方向平移一定距離,必能找到一個同樣的原子。而玻璃、珍珠、瀝青、塑料等非晶體,內(nèi)部原子的排列則是雜亂無章的。準晶體是最近發(fā)現(xiàn)的一類新物質(zhì),其內(nèi)部排列既不同于晶體,也不同于非晶體。
究竟什么樣的物質(zhì)才能算作晶體呢?首先,除液晶外,晶體一般是固體形態(tài) 。其次,組成物質(zhì)的原子、分子或離子具有規(guī)律、周期性的排列,這樣的物質(zhì)就是晶體。
但僅從外觀上,用肉眼很難區(qū)分晶體、非晶體與準晶體。那么,如何才能快速鑒定出它們呢?一種最常用的技術(shù)是X光技術(shù)。用X光對固體進行結(jié)構(gòu)分析,你很快就會發(fā)現(xiàn),晶體和非晶體、準晶體是截然不同的三類固體。
為了描述晶體的結(jié)構(gòu),我們把構(gòu)成晶體的原子當成一個點,再用假想的線段將這些代表原子的各點連接起來,就繪成了像圖中所表示的格架式空間結(jié)構(gòu)。這種用來描述原子在晶體中排列的幾何空間格架,稱為晶格。由于晶體中原子的排列是有規(guī)律的,可以從晶格中拿出一個完全能夠表達晶格結(jié)構(gòu)的最小單元,這個最小單元就叫作晶胞。許多取向相同的晶胞組成晶粒,由取向不同的晶粒組成的物體,叫做多晶體,而單晶體內(nèi)所有的晶胞取向完全一致,常見的單晶如單晶硅、單晶石英。大家最常見到的一般是多晶體。
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