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奇妙的晶体

在古代人们都把具有几何多面体形态的水晶称为晶体。晶体在人类的日常生活中处处可以看见,天天炒菜用的盐、糖、还有作为装饰用品的水晶,各种宝石,金刚石,等都是晶体物质。他给人们的印象就是具有规则外形。

晶体学的历史

人们对晶体开展的研究也正是从这些规则外形开始的。

1669 年,一个叫做斯丹诺 (Nicolas Steno) 的意大利人对水晶进行了仔细的研究后发现:尽管不同的石英晶体,其晶面的大小、形状、个数都可能会有所不同,但是相应的晶面之间的夹角都是固定不变的。 在同一温度下,同一种物质所形成的晶体,其相同晶面的夹角是一个常数。

1784年法国科学家阿羽 (Rene Just Haüy) 提出了著名的晶胞学说:每种晶体都有一个形状一定的最小的组成细胞 晶胞;大块的晶体就是由许许多多个晶胞砌在一起而形成的。这是晶体学上第一次就晶体由外表到本质进行的猜想。晶体的本质必须从他的内部处寻找原因。

1855年另一个法国人布拉维 (A. Bravais) 建立了晶体结构的空间点阵学说。

一个理想晶体是由全同的称作基元的结构单元在空间作无限的重复排列而构成的;基元可以是原子、离子、原子团或者分子;晶体中所有的基元都是等同的,也就是说他们的组成、位形和取向都是相同的。因此,晶体的内部结构可以抽象为在空间作周期性的无限分布的一些相同的几何点,这些几何点代表了基元的某个相同位置,而这些几何点的集合就称作空间点阵,简称点阵。

近代应用x-ray 分析揭示了大量的晶体内部的结构。同时也证明了空间点阵学说的正确性。

晶体通过外形的对称性可以分为七大晶系列32 个空间群

晶体的定义:

具有格子构造的固体

晶体具有的特点:

√ 结晶均一性:在晶体内部任意部位上具有相同的性质;

√ 各向异性:在晶体不同方向上表现出的性质差异;

√ 自限性:能够自发形成封闭的凸几何多面体外形的特性;

√ 对称性:晶体中的相同部分(晶面,晶棱,等等)以及晶体的性质能够在不同方向或位置上有规律地重复;

√ 最小内能性:在相同的热力学条件下,晶体与同组成的气体、液体及非晶态固体相比具有最小内能,即最为稳定。