时间:2025-12-14 08:22:47
晶体和非晶体是固体物质的两大分类,二者在内部结构、物理性质、熔化特性等方面存在本质区别,具体如下:
内部微观结构
晶体:内部粒子(原子、离子或分子)按一定规律呈周期性、有序的空间点阵排列,具有长程有序性。例如食盐(NaCl)的离子呈立方体晶格排列,石英(SiO₂)的原子呈四面体网状有序排布。
非晶体:内部粒子排列无规则、无周期性,仅存在短程有序(局部区域粒子排列有一定规律),整体为长程无序状态。例如玻璃内部的硅氧四面体是杂乱堆积的,没有固定的晶格结构。
物理性质
晶体:具有各向异性,即同一晶体在不同方向上的物理性质(如导热性、导电性、折射率、硬度等)不同。比如石墨在层内的导电能力远强于层间,方解石的双折射现象也是各向异性的体现;此外,晶体有固定的几何外形(自范性,能自发形成规则多面体)。
非晶体:具有各向同性,物理性质在各个方向上均相同,且无固定的几何外形,多为无定形的形态(如玻璃、松香的外形由容器或外力决定)。
熔化与凝固特性
晶体:有固定的熔点和凝固点。加热晶体时,温度升至熔点后,晶体开始熔化,熔化过程中吸收热量但温度保持不变,直至全部变为液态;凝固时,温度降至凝固点后,液态物质开始结晶,温度也保持恒定。例如冰的熔点为 0℃,熔化时始终维持 0℃。
非晶体:无固定熔点和凝固点。加热非晶体时,会先由硬变软,再逐渐变为液态,整个过程温度持续上升;冷却时则是逐渐从液态变稠、变硬,没有固定的凝固温度。例如玻璃加热时会慢慢软化,没有明确的熔化温度。
其他区别
晶体:有确定的 X 射线衍射图谱,可通过 X 射线衍射实验检测出特征衍射峰;部分晶体(如冰、金属)还存在同质多晶现象(同一物质在不同条件下形成不同晶体结构,如金刚石和石墨都是碳的同素异形体)。
非晶体:X 射线衍射图谱无明显特征峰,仅出现弥散的衍射环;非晶体在一定条件下可转化为晶体,例如玻璃经长时间高温处理可能出现晶化现象,形成微晶玻璃。