咱平時吃個鹽、喝個水結冰,其實都在和晶體打交道!你知道不,所有東西都是由原子分子組成的,而固體其實還能分好幾類——晶體、非晶體,還有個叫準晶體的新家伙。
晶體長得很規整,像被誰精心排過隊,原子排列齊得跟軍訓方陣似的。你往里看,不管往哪挪一段距離,都能找到一樣的位置,賊有規律。但像玻璃、塑料、瀝青這些非晶體?里面原子亂七八糟,沒章法。準晶體更特別,既不像晶體那么規整,也不像非晶體那么亂,屬于另類。
那到底啥才算晶體?兩個關鍵:一是基本得是固體(液晶除外),二是里面的原子、分子或離子得有規律、周期性地排布。光看外表很難分清誰是誰,這時候就得靠X光——一照就知道是晶體還是野路子。
為了研究晶體結構,科學家把每個原子當成一個點,用線連起來,畫出個架子,叫晶格。從這架子中能摳出一個最小的單元,叫晶胞,它就能代表整個結構。一堆方向相同的晶胞組成晶粒,不同方向的晶粒拼一起就是多晶體。我們日常見的金屬、石頭、砂糖這些,基本都是多晶體。而單晶是所有晶胞都朝一個方向,比如單晶硅、單晶石英,比較少見。
正因為內部結構不一樣,晶體和非晶體差別很大。比如晶體有固定熔點,到點唰就化了;但玻璃這類非晶體是從軟到稀慢慢來,沒個準時間。
說起來,咱們生活全是晶體:鹽是氯化鈉晶體,味精是谷氨酸鈉晶體,冰花、雪花也是水的結晶。砂糖、小蘇打是晶體,牙齒、骨頭是晶體,金屬、礦石、泥土砂石也大多是晶體。反倒是玻璃、松香、琥珀、珍珠這些看著亮晶晶的,其實是非晶體。
所以說啊,閃不閃真不能判斷是不是晶體。看似普通的廚房調料,可能全是晶體本體。晶體根本不是啥高冷玩意兒,它就在你飯碗里、手上戴的手表里、甚至你自己身體里!
從科學角度看,晶體里的粒子(分子、原子、離子)在空間里按點陣排布,形成周期性的格子,叫晶格。這些點抽象出來就是陣點,組合成點陣,代表粒子的排列規律。每個點叫陣點,背后的化學內容叫結構基元。整個晶格就是由這些點組成的無限網格。
空間點陣能切成一個個小六面體,叫單位晶胞。選的時候挑對稱性高、體積小、含點少的,叫正當格子。全世界的正當格子就14種,歸成7大晶系:立方(簡單、體心、面心)、三方、六方、四方(簡單、體心)、正交(簡單、底心、體心、面心)、單斜(簡單、底心)、三斜。就這么些花樣,撐起了所有晶體世界。
晶格的穩定性看晶格能,能量越高越結實。另外,晶體還有對稱性,從外形到性質都能體現出來,比如旋轉、鏡像后長得一樣,這也是鑒定晶體的重要特征之一。
晶體長得很規整,像被誰精心排過隊,原子排列齊得跟軍訓方陣似的。你往里看,不管往哪挪一段距離,都能找到一樣的位置,賊有規律。但像玻璃、塑料、瀝青這些非晶體?里面原子亂七八糟,沒章法。準晶體更特別,既不像晶體那么規整,也不像非晶體那么亂,屬于另類。
那到底啥才算晶體?兩個關鍵:一是基本得是固體(液晶除外),二是里面的原子、分子或離子得有規律、周期性地排布。光看外表很難分清誰是誰,這時候就得靠X光——一照就知道是晶體還是野路子。
為了研究晶體結構,科學家把每個原子當成一個點,用線連起來,畫出個架子,叫晶格。從這架子中能摳出一個最小的單元,叫晶胞,它就能代表整個結構。一堆方向相同的晶胞組成晶粒,不同方向的晶粒拼一起就是多晶體。我們日常見的金屬、石頭、砂糖這些,基本都是多晶體。而單晶是所有晶胞都朝一個方向,比如單晶硅、單晶石英,比較少見。
正因為內部結構不一樣,晶體和非晶體差別很大。比如晶體有固定熔點,到點唰就化了;但玻璃這類非晶體是從軟到稀慢慢來,沒個準時間。
說起來,咱們生活全是晶體:鹽是氯化鈉晶體,味精是谷氨酸鈉晶體,冰花、雪花也是水的結晶。砂糖、小蘇打是晶體,牙齒、骨頭是晶體,金屬、礦石、泥土砂石也大多是晶體。反倒是玻璃、松香、琥珀、珍珠這些看著亮晶晶的,其實是非晶體。
所以說啊,閃不閃真不能判斷是不是晶體。看似普通的廚房調料,可能全是晶體本體。晶體根本不是啥高冷玩意兒,它就在你飯碗里、手上戴的手表里、甚至你自己身體里!
從科學角度看,晶體里的粒子(分子、原子、離子)在空間里按點陣排布,形成周期性的格子,叫晶格。這些點抽象出來就是陣點,組合成點陣,代表粒子的排列規律。每個點叫陣點,背后的化學內容叫結構基元。整個晶格就是由這些點組成的無限網格。
空間點陣能切成一個個小六面體,叫單位晶胞。選的時候挑對稱性高、體積小、含點少的,叫正當格子。全世界的正當格子就14種,歸成7大晶系:立方(簡單、體心、面心)、三方、六方、四方(簡單、體心)、正交(簡單、底心、體心、面心)、單斜(簡單、底心)、三斜。就這么些花樣,撐起了所有晶體世界。
晶格的穩定性看晶格能,能量越高越結實。另外,晶體還有對稱性,從外形到性質都能體現出來,比如旋轉、鏡像后長得一樣,這也是鑒定晶體的重要特征之一。