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第一节
晶体与非晶体的概念

一、晶体

人类早期对晶体的认识,首先是从水晶的几何多面体外形开始的。因此,自然界产出的凡是具有几何多面体外形的固体,如金刚石(钻石),刚玉(红宝石、蓝宝石),绿柱石(祖母绿、海蓝宝石),金绿宝石(变石、猫眼),电气石(碧玺),石榴子石以及黄铁矿、方铅矿,磁铁矿等矿物都具有几何多面体外形,因此都称它们为晶体。说明人类早期是把矿物几何多面体形态作为判断晶体的依据。那么,不具有几何多面体形态的物体是不是晶体?

随着科学技术和人类认知水平的提高,人们在科学实践中认识到自然界只要具备良好的生长条件特别是空间条件,所有矿物都能自发地长成规则几何多面体的外形。例如,水晶具有几何多面体的外形,说明它的生长具备良好空间条件而形成规则几何多面体的形态;然而,自然界中的石英砂和石英鹅卵石都不具有几何多面体的外形,但它们也是晶体,说明它们在形成时受到了环境条件限制和形成后河水、海水搬运的结果。可见,人们仅从物体的外形来判断是否为晶体是不全面的,因为外形不能反映物体的本质特征,物体的本质特征必须从内部结构去寻找。

直到人们利用χ射线衍射分析技术对大量晶体进行了分析,才知道晶体是内部质点(原子、离子或分子)排列有序的固体。现已证明,一切晶体不论其外形如何,它们的内部质点总是作完全有规律地排列,这种规律主要表现为质点的周期重复。晶体内部质点在三维空间周期平移重复排列而形成的几何图形,被人们称为“格子构造”。因此,晶体的科学定义是:晶体是具有格子构造的固体。或者说,晶体是内部质点在三维空间周期性平移重复排列形成格子构造的固体。

晶体的定义说明了水晶的本质是晶体,晶体的本质是格子构造。晶体的几何多面体形态则是其内部格子构造的外在表现。因此说,格子构造才是判断物体是否由晶体的根本依据。

按照格子构造这个根本依据,人类逐渐认识到自然界产出的矿物绝大多数是晶体,如人们常见的冰雹、雪花和生活中食用的盐粒、冰糖等是晶体,建筑用的砂子、水泥、金属材料和金属工具、陶瓷器皿等也是由晶体所组成。可见,人类是生活在“晶体的世界”之中,晶体是人类生存与发展不可缺少的物质基础。

二、非晶体

非晶体即非晶质体的简称。非晶体与晶体是两个对立的概念,它们所反映的本质属性代表着不同的物质。晶体概念反映的是具有格子构造的物质,如绝大多数珠宝玉石都是晶体。非晶体则反映的是不具有格子构造的物质,也就是说,非晶体的内部质点在三维空间不作周期性平移重复排列而不能形成格子构造,如玻璃、松香、琥珀、蛋白石、沥青、气体和液体等,都属于非晶体。 nO82ZBjLCgyqtrW/EALPLZZP/jyATAw9trJFzvwPGBOjxsa7mh+o/iQHe8KR71N3

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