


什么是晶體?
其實你見過它——漫天飛舞的雪花,窗戶上結出的冰花,我們每天踩在腳下的土壤,媽媽戴的鉆石戒指和寶石項鏈,各種金屬(金、銀、銅、鐵等)……
甚至你還吃過它——廚房里的冰糖、食鹽、味精……
它們都是晶體。那它們有哪些共同特點呢?
讓我們一起來觀察一組晶體。
你需要:食鹽,冰糖,味精,放大鏡,深色的紙。
第一步:將食鹽、冰糖、味精放在深色的紙上觀察、它們分別是什么樣子的?
第二步:用放大鏡再次觀察。你有什么驚人的發現?放大鏡下的食鹽、冰糖、味精又是什么樣子的呢?
無規則外形的固體都不是晶體嗎?
外服來用放大鏡觀察冰糖,除了看到剛才那張圖外,他還看到了這樣一張圖:它沒有規則的外形。這是什么?它還是晶體嗎?
其實這也是冰糖,只不過是許多冰糖聚集在了一起。我們把前面那種單個的晶體叫作單晶體,把后面這種由多個或多種晶體聚集起來的晶體叫作多晶體。它仍然是晶體。
你知道嗎?
液晶是晶體嗎?
液晶,乍一聽這名字,你是不是以為它也是一種晶體?科學家告訴我們,液晶不是晶體,因為它不是固體。大多數物質在固體狀態下內部顆粒排列規則,在液體狀態下內部顆粒排列不規則。但液晶是一種介于固體和液體之間的中間形態。它能像液體一樣流動,卻又像固體一樣內部顆粒排列規則,能夠呈現一些晶體的特性。
利用它的特性,人們經常把液晶用在電子表、電子計算器、電視屏幕和電腦屏幕上。
晶體外形大不同
晶體家族十分龐大,成員們形狀各異,但它們像是天生的雕刻家,天然形成有規則的幾何形狀。
單晶體都具有規則的幾何形狀,有的晶體呈立方體形,比如食鹽晶體;有的晶體呈六方柱形,比如水晶;有的晶體呈正八面體形,比如金剛石(鉆石原石);還有的晶體呈正十二面體形,比如石榴子石……
它們是晶體嗎?
1 規則的幾何外形
上圖中的玻璃磚即使有規則的幾何外形,它依然不是晶體,而是非晶體。晶體的規則外形是由其內在結構決定的,是自然的顯露,而不是通過人為切割、打磨加工而成的。非晶體的規則外形則是依靠它成形前的容器或模具來決定的。比如我們常見到各種各樣形狀的蠟燭,就是將石蠟液體灌注到模具中,然后冷卻凝結而成。
2 固定的熔點
相同條件下,晶體只有在溫度達到熔點后才會發生熔化,且熔化過程中溫度不再升高。而非晶體沒有固定的熔點,比如蠟燭,隨著溫度升高,它會慢慢變軟,流動性逐漸增加。
3 各向異性
晶體的物理性質(比如硬度等)會因方向,不同而有所差別,稱為“各向異性”。藍晶石平行晶體伸長方向上,莫氏硬度為4.5,垂直方向上為6。如此一來,小刀究竟能不能刻動藍晶石,就看你沿哪:個方向去刻劃它了。
再看云母。雖然它是一塊石頭,但只要你找對了方向,就可以沿著該方向將“石頭”活生生地剝成一片片可以折彎的“塑料薄膜”。
非晶體的物理性質沒有方向上的區別,稱為“各向同性”。
了解了晶體的三大特征后,你能分辨下面這些物質是不是晶體了嗎?