咱平时吃个盐、喝个水结冰,其实都在和晶体打交道!你知道不,所有东西都是由原子分子组成的,而固体其实还能分好几类——晶体、非晶体,还有个叫准晶体的新家伙。
晶体长得很规整,像被谁精心排过队,原子排列齐得跟军训方阵似的。你往里看,不管往哪挪一段距离,都能找到一样的位置,贼有规律。但像玻璃、塑料、沥青这些非晶体?里面原子乱七八糟,没章法。准晶体更特别,既不像晶体那么规整,也不像非晶体那么乱,属于另类。
那到底啥才算晶体?两个关键:一是基本得是固体(液晶除外),二是里面的原子、分子或离子得有规律、周期性地排布。光看外表很难分清谁是谁,这时候就得靠X光——一照就知道是晶体还是野路子。
为了研究晶体结构,科学家把每个原子当成一个点,用线连起来,画出个架子,叫晶格。从这架子中能抠出一个最小的单元,叫晶胞,它就能代表整个结构。一堆方向相同的晶胞组成晶粒,不同方向的晶粒拼一起就是多晶体。我们日常见的金属、石头、砂糖这些,基本都是多晶体。而单晶是所有晶胞都朝一个方向,比如单晶硅、单晶石英,比较少见。
正因为内部结构不一样,晶体和非晶体差别很大。比如晶体有固定熔点,到点唰就化了;但玻璃这类非晶体是从软到稀慢慢来,没个准时间。
说起来,咱们生活全是晶体:盐是氯化钠晶体,味精是谷氨酸钠晶体,冰花、雪花也是水的结晶。砂糖、小苏打是晶体,牙齿、骨头是晶体,金属、矿石、泥土砂石也大多是晶体。反倒是玻璃、松香、琥珀、珍珠这些看着亮晶晶的,其实是非晶体。
所以说啊,闪不闪真不能判断是不是晶体。看似普通的厨房调料,可能全是晶体本体。晶体根本不是啥高冷玩意儿,它就在你饭碗里、手上戴的手表里、甚至你自己身体里!
从科学角度看,晶体里的粒子(分子、原子、离子)在空间里按点阵排布,形成周期性的格子,叫晶格。这些点抽象出来就是阵点,组合成点阵,代表粒子的排列规律。每个点叫阵点,背后的化学内容叫结构基元。整个晶格就是由这些点组成的无限网格。
空间点阵能切成一个个小六面体,叫单位晶胞。选的时候挑对称性高、体积小、含点少的,叫正当格子。全世界的正当格子就14种,归成7大晶系:立方(简单、体心、面心)、三方、六方、四方(简单、体心)、正交(简单、底心、体心、面心)、单斜(简单、底心)、三斜。就这么些花样,撑起了所有晶体世界。
晶格的稳定性看晶格能,能量越高越结实。另外,晶体还有对称性,从外形到性质都能体现出来,比如旋转、镜像后长得一样,这也是鉴定晶体的重要特征之一。
晶体长得很规整,像被谁精心排过队,原子排列齐得跟军训方阵似的。你往里看,不管往哪挪一段距离,都能找到一样的位置,贼有规律。但像玻璃、塑料、沥青这些非晶体?里面原子乱七八糟,没章法。准晶体更特别,既不像晶体那么规整,也不像非晶体那么乱,属于另类。
那到底啥才算晶体?两个关键:一是基本得是固体(液晶除外),二是里面的原子、分子或离子得有规律、周期性地排布。光看外表很难分清谁是谁,这时候就得靠X光——一照就知道是晶体还是野路子。
为了研究晶体结构,科学家把每个原子当成一个点,用线连起来,画出个架子,叫晶格。从这架子中能抠出一个最小的单元,叫晶胞,它就能代表整个结构。一堆方向相同的晶胞组成晶粒,不同方向的晶粒拼一起就是多晶体。我们日常见的金属、石头、砂糖这些,基本都是多晶体。而单晶是所有晶胞都朝一个方向,比如单晶硅、单晶石英,比较少见。
正因为内部结构不一样,晶体和非晶体差别很大。比如晶体有固定熔点,到点唰就化了;但玻璃这类非晶体是从软到稀慢慢来,没个准时间。
说起来,咱们生活全是晶体:盐是氯化钠晶体,味精是谷氨酸钠晶体,冰花、雪花也是水的结晶。砂糖、小苏打是晶体,牙齿、骨头是晶体,金属、矿石、泥土砂石也大多是晶体。反倒是玻璃、松香、琥珀、珍珠这些看着亮晶晶的,其实是非晶体。
所以说啊,闪不闪真不能判断是不是晶体。看似普通的厨房调料,可能全是晶体本体。晶体根本不是啥高冷玩意儿,它就在你饭碗里、手上戴的手表里、甚至你自己身体里!
从科学角度看,晶体里的粒子(分子、原子、离子)在空间里按点阵排布,形成周期性的格子,叫晶格。这些点抽象出来就是阵点,组合成点阵,代表粒子的排列规律。每个点叫阵点,背后的化学内容叫结构基元。整个晶格就是由这些点组成的无限网格。
空间点阵能切成一个个小六面体,叫单位晶胞。选的时候挑对称性高、体积小、含点少的,叫正当格子。全世界的正当格子就14种,归成7大晶系:立方(简单、体心、面心)、三方、六方、四方(简单、体心)、正交(简单、底心、体心、面心)、单斜(简单、底心)、三斜。就这么些花样,撑起了所有晶体世界。
晶格的稳定性看晶格能,能量越高越结实。另外,晶体还有对称性,从外形到性质都能体现出来,比如旋转、镜像后长得一样,这也是鉴定晶体的重要特征之一。