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1、晶體
晶體(crystal)是有明確衍射圖案的固體,其原子或分子在空間按一定規(guī)律周期重復(fù)地排列。晶體中原子或分子的排列具有三維空間的周期性,隔一定的距離重復(fù)出現(xiàn),這種周期性規(guī)律是晶體結(jié)構(gòu)中最基本的特征。
晶體分類
晶體按其結(jié)構(gòu)粒子和作用力的不同可分為四類:離子晶體、原子晶體、分子晶體和金屬晶體。
離子晶體:由正、負(fù)離子或正、負(fù)離子集團(tuán)按一定比例通過離子鍵結(jié)合形成的晶體稱作離子晶體。離子晶體一般硬而脆,具有較高的熔沸點(diǎn),熔融或溶解時可以導(dǎo)電。
原子晶體:相鄰原子之間通過強(qiáng)烈的共價鍵結(jié)合而成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體叫做原子晶體。
分子晶體:分子間通過分子間作用力(不包括范德華力和氫鍵
2、)構(gòu)成的晶體。
金屬晶體:金屬晶體都是金屬單質(zhì),構(gòu)成金屬晶體的微粒是金屬陽離子和自由電子(也就是金屬的價電子)。
晶體特性
晶體的分布非常廣泛,自然界的固體晶體物質(zhì)中,絕大多數(shù)是晶體。氣體、液體和非晶物質(zhì)在一定的合適條件下也可以轉(zhuǎn)變成晶體。
1.長程有序:晶體內(nèi)部原子在至少在微米級范圍內(nèi)的規(guī)則排列。
2.均勻性:晶體內(nèi)部各個部分的宏觀性質(zhì)是相同的。
3.各向異性:晶體中不同的方向上具有不同的物理性質(zhì)。
4.對稱性:晶體的理想外形和晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特定的對稱性。
5.自限性:晶體具有自發(fā)地形成封閉幾何多面體的特性。
6.解理性:晶體具有沿某些確定方位的晶面劈裂的性質(zhì)。
3、7.最小內(nèi)能:成型晶體內(nèi)能最小。
8.晶面角守恒:屬于同種晶體的兩個對應(yīng)晶面之間的夾角恒定不變。
晶體缺陷
晶體缺陷各種偏離晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)周期重復(fù)排列的因素,嚴(yán)格說,造成晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)周期勢場畸變的一切因素。如晶體中進(jìn)入了一些雜質(zhì)。這些雜質(zhì)也會占據(jù)一定的位置,這樣破壞了原質(zhì)點(diǎn)排列的周期性,在二十世紀(jì)中期,發(fā)現(xiàn)晶體中缺陷的存在,它嚴(yán)重影響晶體性質(zhì),有些是決定性的,如半導(dǎo)體導(dǎo)電性質(zhì),幾乎完全是由外來雜質(zhì)原子和缺陷存在決定的,許多離子晶體的顏色、發(fā)光等。另外,固體的強(qiáng)度,陶瓷、耐火材料的燒結(jié)和固相反應(yīng)等等均與缺陷有關(guān),晶體缺陷是近三、四年國內(nèi)外科學(xué)研究十分注意的一個內(nèi)容。
根據(jù)缺陷的作用范圍把真實(shí)晶體缺陷分四類:
點(diǎn)缺陷:在三維尺寸均很小,只在某些位置發(fā)生,只影響鄰近幾個原子。
線缺陷:在二維尺寸小,在另一維尺寸大,可被電鏡觀察到。
面缺陷:在一維尺寸小,在另二維尺寸大,可被光學(xué)顯微鏡觀察到。
體缺陷:在三維尺寸較大,如鑲嵌塊,沉淀相,空洞,氣泡等。