第九章第1节：固体

作者：郑玉杰

作者单位：青岛市莱西第一中学

晶体（crystal）是有明确衍射图案的固体，其原子或分子在空间按一定规律周期重复地排列。晶体中原子或分子的排列具有三维空间的周期性，隔一定的距离重复出现，这种周期性规律是晶体结构中最基本的特征。

固态物质分为晶体和非晶体。从宏观上看，自然凝结的、不受外界干扰而形成的晶体都有自己独特的、呈对称性的形状，如食盐呈立方体；冰呈六角棱柱体；明矾呈八面体等。

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。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。玻璃、松香、沥青和橡胶就是常见的非晶体。

物质中，绝大多数是晶体。气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。

晶体特性：

1.长程有序：晶体内部原子在至少在微米级范围内的规则排列。

2.均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。

3.各向异性：晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。

4.对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。

5.自限性：晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性。

6.解理性：晶体具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质。

7.最小内能：成型晶体内能最小。

8.晶面角守恒：属于同种晶体的两个对应晶面之间的夹角恒定不变。