第三章

第三節(jié)固體

分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它們之間又存在相互作用力．分子力的作用使分子聚集在一起，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)又使它們分散開來．這兩種作用相反的因素決定了分子的三種不同的聚集狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)．

物理學(xué)又把固態(tài)和液態(tài)統(tǒng)稱為凝聚態(tài)．凝聚態(tài)物理學(xué)是當(dāng)前物理學(xué)發(fā)展最迅速的分支學(xué)科之一．

固體和液體有一個(gè)共同的特點(diǎn)：它們的分子間的距離跟分子本身的大小具有相同的數(shù)量級(jí)，因而分子間有較強(qiáng)的相互作用．這使得固體和液體都不易壓縮，在微觀結(jié)構(gòu)上不像氣體那樣無序．一.晶體和非晶體固體可以分成晶體和非晶體兩類．

在常見的固態(tài)物質(zhì)中，石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、糖、味精等都是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等都是非晶體．晶體、非晶體的外形和物理性質(zhì)是有差異的1、晶體都具有規(guī)則的幾何形狀．

食鹽的晶體呈立方體形，明礬的晶體呈八面體形，石英的晶體中間是一個(gè)六面棱柱，兩端是六棱錐．冬季的雪花，是水蒸氣在空氣中凝華時(shí)形成的冰的晶體，它們的形狀雖然不同，但一般是六角形的規(guī)則圖案．非晶體則沒有規(guī)則的幾何形狀．明礬的晶體呈八面體形雪花晶體2、晶體有一定的熔點(diǎn)，非晶體沒有一定的熔點(diǎn).3、晶體的物理性質(zhì)與方向有關(guān)，這種特性叫做各向異性．

非晶體的各種物理性質(zhì)、在各個(gè)方向上都是相同的，所以是各向同性的．現(xiàn)象:熔化了的石蠟在云母片上呈橢圓形，而在玻璃片上呈圓形．

結(jié)論:云母晶體在各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能不同，而非晶體玻璃在各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能相同．

一種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，也就是一種物質(zhì)是晶體還是非晶體，并不是絕對(duì)的．例如，天然水晶是晶體，而熔化以后再凝結(jié)的水晶（即石英玻璃）就是非晶體．許多非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體．

人們?cè)谘芯恐羞€發(fā)現(xiàn)，在冷卻得足夠快和冷卻到足夠低的溫度時(shí)，幾乎所有的材料都能成為非晶體．二、單晶體和多晶體1、晶體又可以分成單晶體和多晶體。2、如果整個(gè)物體就是一個(gè)完整的晶體叫做單晶體，如小砂糖、食鹽小顆粒、小雪花等。應(yīng)用：制造晶體管就要用到單晶硅和單晶鍺

三、晶體的微觀結(jié)構(gòu)1、晶體是由物質(zhì)微粒依照一定的規(guī)律排列形成的。用電子顯微鏡可以對(duì)晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)直接觀察和照相3、若整個(gè)物體是由許多小晶體（晶粒）雜亂無章地排列組成的，這樣的物體叫做多晶體。例如，由許多食鹽單晶體粘在一起而成大塊的食鹽，就是多晶體；一般的金屬都是多晶體。4、多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀，也不顯示各向異性，這點(diǎn)和非晶體相似，但是多晶體仍有確定的熔點(diǎn)。食鹽晶體是由鈉離子和氯離子組成的，它們等距離、交錯(cuò)地排列在三組相互垂直的平行線上，因而食鹽小顆粒具有正立方體的外形。2、晶體中物質(zhì)微粒的相互作用很強(qiáng),具有空間上的周期性。晶體微粒的熱運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動(dòng)，所以晶體的結(jié)構(gòu)是比較牢固和穩(wěn)定的。3、晶體的各向異性也是由晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。4、有的物質(zhì)能夠生成種類不同的幾種晶體，是因?yàn)樗鼈兊奈镔|(zhì)微粒能夠形成不同的晶體結(jié)構(gòu)。例如，碳原子如果按圖3—6左邊圖那樣排列就成為石墨，按圖3—6右邊圖那樣排列就成為金剛石。圖3—6石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間距離較大，作用力較弱，沿著這個(gè)方向容易把石墨一層層地剝下，石墨的層狀結(jié)構(gòu)決定了它的質(zhì)地松軟，可以用來制作粉狀潤滑劑，也可以用來制作鉛筆心。金剛石中碳原子間