高中物理 第二章 固體 第1節(jié) 晶體和非晶體 晶體素材 魯科版選修3-3（通用）

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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，隔一定的距離重復出現(xiàn)，這種周期性規(guī)律是晶體結構中最基本的特征。 晶體分類 晶體按其結構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、負離子或正、負離子集團按一定比例通過離子鍵結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，熔融或溶解時可以導電。 原子晶體：相鄰原子之間通過強烈的共價鍵結合而成的空間網(wǎng)狀結構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、）構成的晶體。 金屬晶體：金屬晶體都是金屬單質，構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中，絕大多數(shù)是晶體。氣體、液體和非晶物質在一定的合適條件下也可以轉變成晶體。 1.長程有序：晶體內部原子在至少在微米級范圍內的規(guī)則排列。 2.均勻性：晶體內部各個部分的宏觀性質是相同的。 3.各向異性：晶體中不同的方向上具有不同的物理性質。 4.對稱性：晶體的理想外形和晶體內部結構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。

3、7.最小內能：成型晶體內能最小。 8.晶面角守恒：屬于同種晶體的兩個對應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構中質點周期重復排列的因素，嚴格說，造成晶體點陣結構周期勢場畸變的一切因素。如晶體中進入了一些雜質。這些雜質也會占據(jù)一定的位置，這樣破壞了原質點排列的周期性，在二十世紀中期，發(fā)現(xiàn)晶體中缺陷的存在，它嚴重影響晶體性質，有些是決定性的，如半導體導電性質，幾乎完全是由外來雜質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，固體的強度，陶瓷、耐火材料的燒結和固相反應等等均與缺陷有關，晶體缺陷是近三、四年國內外科學研究十分注意的一個內容。 根據(jù)缺陷的作用范圍把真實晶體缺陷分四類： 點缺陷：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。