晶體和非晶體的區別

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引言

物質的基本狀態中，分子緊密排列或堆積的是固體。因此，固體分子之間存在強大的吸引力。與其他物質狀態相比，固體具有確定的形狀和結構剛性。它不像其他狀態的氣體和液體那樣流動或膨脹。因此，在固體的情況下，必須考慮原子的位置而不是移動。這些原子在固體中的排列通常有兩種方式。固體中粒子規則重複和有序的排列導致晶體固體的形成。而原子無序和不規則的排列方式形成聚集體則導致非晶態固體的形成。

固體的分類

固體分為兩種型別：

• 晶體固體

• 非晶態固體

晶體固體進一步分為：

• 晶體固體

  • 離子晶體

  • 共價晶體

  • 分子晶體

  • 原子晶體

  • 金屬晶體

晶體固體

晶體也被稱為晶體固體，是一種具有獨特內部結構的固體。粒子的排列方式是有序的。因此，晶體固體具有高度有序的微觀模式，在各個方向上擴充套件。對這些結構的研究是晶體學。晶體固體中存在的每種結構在暴露於X射線時都會產生獨特的圖案。晶體中的對應角度不取決於晶體的大小，而是取決於固體中原子的規則排列。這可以進一步用於檢測未知的固體材料。這種型別的離子晶體的斷裂導致形成新的晶體，其相交角度與母體晶體相同。

晶體固體進一步分為其他幾類，並基於它們存在的分子間吸引力。分子晶體中存在範德華力。在離子晶體中存在離子鍵。在共價晶體中存在共價鍵。在金屬晶體中存在金屬鍵。在原子晶體中，一個原子與另一個原子鍵合形成晶體固體。

晶體結構由晶胞區分，它是一個虛構的盒子，包含一個或多個原子，具有獨特的空間構型。這些晶胞組合形成晶體的三維排列。這些晶胞的堆積方式使得它們之間沒有間隙。晶體中原子的規則排列會導致清晰的熔點和沸點。也就是說，固體原子之間存在的分子間力都相同，並且需要相似的能量來裂解這些分子。具有晶體結構的固體例子有金剛石、食鹽、冰、石英、雲母、明礬、氟化鈣等。晶體中原子的排列如下圖所示。

性質

下面詳細討論晶體固體的一些重要性質。

• 它們具有長程有序。

• 它們具有明確的熔點。

• 存在規則排列。

• 它們是各向異性的，這意味著它們在不同方向上具有不同的特性。

• 具有三維幾何形狀。

• 具有剛性結構。

• 可以斷裂成光滑的表面。

• 具有恆定的熔化熱。

非晶態固體

非晶態固體被稱為非晶態固體。這些固體中的原子和分子沒有以確定的模式或規則的方式排列。它缺乏晶體固體有序的內部結構。當它們發生斷裂時，不會以有序的方式進行，也不會遵循規則的排列。由於它們的原子排列在不同的位置，它們的性質也會隨著位置的變化而變化。玻璃是眾所周知的非晶態固體的例子，其中原子的排列是不規則的。這就是為什麼它們的斷裂不遵循任何順序，即斷裂後會得到不同形狀的碎片的原因。玻璃看起來像晶體，但這種物質的內部排列非常不同。它們也被稱為過冷液體。

非晶態固體有點像液體。由於它們的原子沒有以有序的方式排列，這種物質沒有確定的形狀，它們更像液體。由於其類似液體的特性，它也被稱為假固體。這就是為什麼玻璃會流動，玻璃製成的窗戶在最下部會變厚的原因。

非晶態固體的性質也不同，它不具有任何明確的熔點和沸點。並且物理性質在所有方向上都是相同的，即它們是各向同性的。這是因為原子結合在一起形成聚集體。塑膠、橡膠、玻璃、凝膠、聚合物、蠟、潤滑劑等都是非晶態固體。

性質

下面討論非晶態固體的一些重要性質。

• 它們具有短程有序。

• 沒有明確的熔點。

• 非晶態固體在高溫下加熱會轉化為類似於晶體的玻璃狀材料。

• 它沒有確定的熔化熱。

• 它們是各向同性的，即它們在所有方向上都具有相同的特性。

• 它可以轉化為晶體形式。

• 它們是固態形式的高粘度過冷液體。

晶體固體和非晶態固體的區別

晶體固體和非晶態固體是兩種具有不同性質的固體。因此，即使它們都是固體，它們也是完全不同的材料。這兩種固體之間的一些區別在下面的表格中列出。

晶體固體	非晶態固體
存在有序排列。	不存在這種有序排列。
它具有明確的熔點。	沒有明確的熔點。
各向異性。	各向同性。
存在長程有序。	只有短程有序。
包含共價鍵、離子鍵、範德華力和金屬鍵。	僅包含共價鍵。
具有明確的熔化熱。	沒有明確的熔化熱。
假固體。	真固體。
對稱。	不對稱。
具有確定的形狀。	沒有確定的形狀。
例如氯化鈉、金剛石、石英等。	例如玻璃、聚合物、蠟等。

結論

固體是一種化學狀態，其中粒子以一種原子緊挨著另一種原子的方式排列。它們具有確定的形狀和大小。並且不會隨著任何外部壓力而變化。固體通常分為兩種型別：晶體固體和非晶態固體。原子具有由粒子或原子規則週期性排列形成的三維幾何形狀的固體是晶體固體。而不包含任何規則排列或順序的固體是非晶態固體。非晶態固體是假固體，而晶體固體是真固體。玻璃是非晶態固體的例子。而金剛石是晶體固體的例子。

常見問題

1. 給出一個離子晶體的例子？

由於離子晶體包含離子鍵。離子晶體的例子有氯化鈉、氟化鈉、氯化鉀等。

2. 金剛石是離子晶體嗎？

金剛石是碳的一種同素異形體，其中碳原子以共價鍵的形式排列成四面體，因此它是共價晶體，而不是離子晶體。

3. 石英是離子晶體嗎？

石英也是一種共價晶體，其中原子透過共價鍵結合在一起。

4. 非晶態固體加熱時會軟化嗎？

非晶態固體在一定溫度範圍內加熱時會軟化。這是因為它們上存在的更強的吸引力在加熱時會被破壞。

5. 為什麼非晶態固體沒有長程有序？

非晶態固體是由快速冷卻形成的。因此，它們內部沒有足夠的粒子。它們只與最近的粒子連線。因此，它們具有短程有序。