第二章 晶质与非晶质空间格子.ppt

第三十页，共六十九页，2022年，8月28日 第三十一页，共六十九页，2022年，8月28日 第三十二页，共六十九页，2022年，8月28日 （四）晶体的基本性质 我们将一切晶体所共有的，并且是由晶体的格子构造所决定的性质，称为晶体的基本性质，简述如下： 1．自限性：即晶体具有自发地形成几何多面体形态的性质。我们知道，格子构造本身就是几何多面体形态的，而晶体具格子构造，所以晶体能按照自己的格子构造形态，自发地形成该种形态的晶体。如石盐的格子构造是立方体形态，它的晶体形态就是立方体。石墨的格子构造是层状的、形态为片状。 2．均一性和异向性 均一性：晶体是具格子构造的固体，同一晶体的各个部分质点的分布是相同的，所以同一晶体的各个部分的性质是一样的，这就是晶体的均一性。例如将一块纯将的水晶打碎，每一块的成分都是SiO2，比重都是2.65，这就是晶体均一性的表现。 异向性：同一格子中，在不同的方向上质点的排列一般是不同的（举NaCl格架例），因而晶体的性质也随方向的不同而有所差异，这就是晶体的异向性。如矿物蓝晶石，在不同方向上硬度不同，沿晶体延长方向用小刀可刻动，而沿垂直晶体延长方向小刀刻不动。不同方向性质不同。 注意均一性与异向性概念的区别：均一性指的是同一晶体的不同部分性质相同；异向性指的是同一晶体不同方向性质不同。 第三十三页，共六十九页，2022年，8月28日 3．最小内能与稳定性 在所有物质中，晶体具有最小的内能。 物体的内能包括动能与位能。而位能的大小则决定于质点间的距离与排列。晶体是具有格子构造的固体，其内部质点的排列是质点间引力和斥力达到平衡的结果，故晶体有最小的位能，也即晶体具有最小内能。 晶体的内能最小是由于它具有格子构造的结果。由于晶体具有最小的内能，所以处于相对稳定状态，这就是晶体的稳定性。 只有内能最小的物体才最稳定。就像人站在陡坡上就没有站在平地上稳定一样。 4．对称性：是晶体最重要的性质，后章专门介绍。 第三十四页，共六十九页，2022年，8月28日 参考知识： 非晶质体 非晶质体：质点在空间的排列是无序的。“硬化了的液体” 在外形上：无定形体 内部结构：无规律可寻 具有特点： ①不具有结晶结构，原子排列无规则 ②无固定外表形态 ③无固定熔点 ④不能用射线法测定其内部结构 ⑤各方向上的物理性质相同 ⑥具有晶质化的趋势 第三十五页，共六十九页，2022年，8月28日 （三）非晶质体的概念 指内部原子或离子在三维空间不呈规律性重复排列的固体。 非晶质体不具格子构造，它不是真正意义上的固体，而是一种呈凝固态的过冷凝体。非晶质体如玻璃、琥珀、松香等，这些物质的内部质点的分布类似于液体，在非晶质体的各个部位上，没有任何两部分的内部结构是完全相同的，它们只是统计意义上才是均一的。因此，非晶质体不具有晶体那样的性质。 （四）非晶质体与晶体间的转化 1．实例：岩浆迅速冷凝而形成非晶质的火山玻璃，经漫长的地质年代，其内部原子进行很缓慢的扩散和调整，趋向于形成规则排列，由非晶质的火山玻璃逐渐地向着法晶态转变，最终成为晶体。我们在古老的火山岩中常见到这种情况。这种非晶态转变为晶态的作用过程被称为晶化或脱玻化。 与此相反，当晶体因内部质点的规则排列遭到破坏而向非晶质体转变的作用，则称为非晶化或玻璃化。例如一些含放射性元素的矿物，则称为非晶化或玻璃化。例如一些含放射性元素的矿物，其晶格受放射性蜕变时所发出的?—射线的作用破坏而转变为非晶质体，这种作用特别称为变质非晶化作用。 第三十六页，共六十九页，2022年，8月28日 2．解释：晶化与非晶化有着本质的不同。 晶体具有最小内能，其内部质点间引力和斥力是平衡的，若使质点间的距离增大或减小，都将导致质点的相对位能增加。而非晶体内部质点不作规则排列，质点间的距离不是平衡距离，因而其位能较晶体大。 晶体中的质点只在其平衡位置振动而不脱离其平衡位置，是一个稳定体系，要使其质点脱离其平衡位置而向非晶质转化，就必须从外界传入能