晶体与非晶体

一、晶体与非晶体

1、晶体与非晶体的外形

固体分为晶体与非晶体，石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等属于晶体，他们具有天然规则的几何形状，如食盐晶体是正立方体，石英晶体（透明的石英晶体叫水晶）中间是一个六棱柱，两端是六棱锥。晶体又分为单晶体与多晶体，单晶体是指样品中所含分子（原子或离子）在三维空间中呈规则、周期排列的一种固体状态，其大小约为0.5mm左右，如雪花、食盐小颗粒等；多晶体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的，其没有特定的几何形状，如金属、岩石就是常见的多晶体。

非晶体没有天然规则的几何形状，如玻璃、松香、沥青、橡胶等。

沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，多半以液体或半固体的石油形态存在，表面呈黑色。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种：其中，煤焦沥青是炼焦的副产品；石油沥青是原油蒸馏后的残渣；天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。

2、物理性质：晶体固有固定的熔点，非晶体没有；晶体在不同方向上的导热性、机械强度、导电性能、光的折射率等物理性质不同，这种现象叫做各向异性，反之非晶体在不同方向上的物理性质是相同，这种现象叫做各向同性。

二、晶体的微观结构

1、猜想与证实：法国物理学家布拉维就晶体具有规则外形而提出空间点阵假说，认为晶体内部的微粒有规则地排列，半个多世纪后，德国物理学家劳厄利用X射线进行晶体衍射实验（用X射线验证物质结构促进了科学的发展，DNA双螺旋结构就是这么发现的），证实了假说。

2、各种晶体的结构特点：三维空间周期性排列，即微观上空间点阵排列成不同的形状，宏观上呈现不同的几何形状。特别强调金刚石与石墨是同素异形体（还有很多碳的同素异形体，如足球烯是由60个碳原子组成的），他们都是由碳元素构成，具有相同的化学性质（原子核与核外电子相同），但由于碳原子的排列结构不同，前者是空间立体分布，后者是层状分布，导致他们在硬度上完全不同，他们是不同的物质——相同的物质是需要化学性质与物理性质相同的。

三、液晶

1、液晶的发现：科学家发现有些有机物在固态向液态转化的过程中存在混浊的中间态，且其与晶体有相似的性质，称为液态晶体，简称液晶。

2、液晶的特点：在力学性质上，与液体一样，具有流动性、连续性，可以形成液滴；在光学性质、电学性质上，具有与晶体一样的各向异性。

3、液晶的显示原理与应用：液晶的光学性质受到电的作用，当加电压时，液晶会由透明状态变成混浊状态，去掉电压又恢复透明，利用这个特性可以制作液晶显示器。在两极间用液晶涂成文字或数字，加上适当电压，透明的液晶变成混浊，文字或数字就会显现出来。目前，人们把大规模集成电路与液晶技术结合，生产出液晶显示屏，应用在手机、电脑显示器、液晶电视上。