2晶体与非晶体.ppt

一 什么是晶体 晶体有哪些类型 与非晶体的区别是什么 自然界中的物质通常以三种聚集态出现 固态 液态 气态 如果固态物质中 原子 或离子 分子 是按照一种确定的方式在三维空间做严格的周期性的排列 即相隔一定的距离 即周期 重复出现 这样的物质称为单晶体 如 食盐 糖 紫水晶 白水晶 石膏 水晶 方解石 钟乳石 如果一个晶体是由许多具有随机取向的单晶体组成 称之为多晶体或粉晶如果一个晶体是由两个单晶体按照特定的取向生长结合在一起的就称之为孪晶 有机分子的晶体一般都是从溶液中通过结晶过程 一种准平衡态现象 获得的 按照不同的结晶条件有时可以得到多晶 孪晶或单晶体 如果原子 或离子 分子 在空间的分布不具备这种严格的周期规律就称为非晶体 如 玻璃 塑料 松香 陶瓷等 玻璃 一种较为透明的固体物质 在熔融时形成连续网络结构 冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料 普通玻璃化学氧化物的组成 Na2O CaO 6SiO2 主要成份是二氧化硅 在实际工作中 部分同学可能会将玻璃当成晶体 玻璃 晶体结构 晶体是由原子 分子或离子 按一种确定的方式在三维空间作严格周期性地规律排列构成的固体物质 如果以点阵代表周期重复的方式 以结构基元代表周期重复的内容 晶体结构可用下式表示 晶体结构 点阵 结构基元 晶体的性质 晶体的周期结构使它具备下述这些性质确定的熔点 在合适的结晶条件下可以形成结晶多面体 例如食盐晶体具有立方体外形 各种天然有机分子的结晶常表现为针 柱 状 片状或块状甚至是多面体形式 各向异性 即在晶体的不同方向上可以表现出不同的物理性质 如光学 力学 磁学性质等 均匀性 同一块晶体 其各部分的宏观性质相同 准晶体Quasicrystal 亦称为拟晶 是一种介于晶体和非晶体之间的固体 在准晶的原子排列中 其结构是长程有序的 这一点和晶体相似 但是准晶不具备平移对称性 这一点又和晶体不同 普通晶体具有的是二次 三次 四次或六次旋转对称性 但是准晶的布拉格衍射图具有其他的对称性 例如五次对称性或者更高的六次以上对称性 获得2011年诺贝尔化学奖的舍特曼是第一个正式报道发现了准晶的人 1984年他和以色列理工学院的同事们在快速冷却的铝锰合金中发现了一种新的金属相 其电子衍射斑具有明显的五次对称性 这篇文章发表于物理评论通讯 PhysicalReviewLetters 上 银铝准晶的原子模型 获得2011年诺贝尔化学奖的丹尼尔 舍特曼是第一个正式报道发现了准晶的人 Ho Mg ZnQuasicrystal jpg 如今在钴 铁 镍等金属的铝合金中 准晶已经成为了一种见怪不怪的结构 其他特点包括 磁性较强 在高温下也比晶体更有弹性 十分坚硬 抗变形能力也很强 因此可以作为商用价值很好的表面涂层 液晶liquidcrystal 1888年 奥地利科学家合成了一种奇怪的有机化合物 它有两个熔点 把它的固态晶体加热到145 时 便熔成液体 只不过是浑浊的 而一切纯净物质熔化时却是透明的 如果继续加热到175 时 它似乎再次熔化 变成清澈透明的液体 后来 德国物