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        晶體和非晶體區別

          固態物質分為晶體和非晶體。從宏觀上看,晶體都有自己獨特的、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。而非晶體的外形則是不規則的。晶體在不同的方向上有不同的物理性質,如機械強度、導熱性、熱膨脹、導電性等,稱為各向異性。而非晶體的物理性質卻表現為各向同性。晶體有固定的熔化溫度—熔點(或凝固點),而非晶體則是隨溫度的升高逐漸由硬變軟,而熔化。

          晶體和非晶體所以含有不同的物理性質,主要是由于它的微觀結構不同。組成晶體的微粒──原子是對稱排列的,形成很規則的幾何空間點陣。空間點陣排列成不同的形狀,就在宏觀上呈現為晶體不同的獨特幾何形狀。組成點陣的各個原子之間,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,因此很穩定,宏觀上就表現為形狀固定,且不易改變。晶體內部原子有規則的排列,引起了晶體各向不同的物理性質。例如原子的規則排列可以使晶體內部出現若干個晶面,立方體的食鹽就有三組與其邊面平行的平面。如果外力沿平行晶面的方向作用,則晶體就很容易滑動(變形),這種變形還不易恢復,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。當晶體吸收熱量時,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,于是表現為有不同的傳熱系數和膨脹系數。

          非晶體的內部組成是原子無規則的均勻排列,沒有一個方向比另一個方向特殊,如同液體內的分子排列一樣,形不成空間點陣,故表現為各向同性。

        當晶體從外界吸收熱量時,其內部分子、原子的平均動能增大,溫度也開始升高,但并不破壞其空間點陣,仍保持有規則排列。繼續吸熱達到一定的溫度──熔點時,其分子、原子運動的劇烈程度可以破壞其有規則的排列,空間點陣也開始解體,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陣,所以固液混合物的溫度并不升高。當晶體完全熔化后,隨著從外界吸收熱量,溫度又開始升高。而非晶體由于分子、原子的排列不規則,吸收熱量后不需要破壞其空間點陣,只用來提高平均動能,所以當從外界吸收熱量時,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。

          多數的固體晶體屬于多晶體(也叫復晶體),它是由單晶體組成的。這種組成方式是無規則的,每個單晶體的取向不同。雖然每個單晶體仍保持原來的特性,但多晶體除有固定的熔點外,其他宏觀物理特性就不再存在。這是因為組成多晶體的單晶體仍保持著分子、原子有規則的排列,溫度達不到熔解溫度時不會破壞其空間點陣,故仍存在熔解溫度。而其他方面的宏觀性質,則因為多晶體是由大量單晶體無規則排列成的,單晶體各方向上的特性平均后,沒有一個方向比另一個方向上更占優勢,故成為各向同性。各種金屬就屬于多晶體。它們沒有固定的獨特形狀,表現為各向同性。

         

         

         

         

         

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