• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基础定义
  • 4.非晶体熔化
  • 5.相互区别
  • 5.1.本质区别
  • 5.2.物理性质不同
  • 5.3.微观结构不同
  • 5.4.X射线衍射实验
  • 6.形成条件
  • 6.1.热力学条件
  • 6.2.结晶化学条件
  • 6.3.动力学条件
  • 7.参考资料

非晶体

一种固体物质

非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体。

非晶体没有一定规则的外形,如玻璃、松香、石蜡等。它的物理性质在各个方向上是相同的,叫“各向同性”。它没有固定的熔点。所以有人把非晶体叫做“过冷液体”或“流动性很小的液体”。晶体有自范性,非晶体无自范性,它是一个正在发展中的新的研究领域,并得到迅速的发展。

基本信息

  • 中文名

    非晶体

  • 物理性质

    各向相吸

  • 代表物

    玻璃松香石蜡沥青塑料

  • 区别晶体

    自范性

  • 能否熔化

    可以进行

  • 别名

    无定形体

  • 外文名

    Amorphous solid

基础定义

非晶体又称无定形体内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。 如玻璃、沥青、石蜡等。

非晶体

非晶态固体包括非晶态电介质、非晶态半导体、非晶态金属。它们有特殊的物理、化学性质。例如金属玻璃(非晶态金属)比一般(晶态)金属的强度高、弹性好、硬度和韧性高、抗腐蚀性好、导磁性强、电阻率高等。这使非晶态固体有多方面的应用。它是一个正在发展中的新的研究领域,得到迅速的发展。

晶体与非晶体之间在一定条件下可以相互转化。例如,把石英晶体熔化并迅速冷却,可以得到石英玻璃。将非晶半导体物质在一定温度下热处理,可以得到相应的晶体。可以说,晶态和非晶态是物质在不同条件下存在的两种不同的固体状态,晶态是热力学稳定态。1

非晶体熔化

  • 当晶体从外界吸收热量时,其内部分子、原子的平均动能增大,温度也开始升高,但并不破坏其空间点阵,仍保持有规则排列。继续吸热达到一定的温度——熔点时,其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列,空间点阵也开始解体,于是晶体开始变成液体。

  • 在晶体从固体向液体的转化过程中,吸收的热量用来一部分一部分地破坏晶体的空间点阵,所以固液混合物的温度并不升高。当晶体完全熔化后,随着从外界吸收热量,温度又开始升高。而非晶体由于分子、原子的排列不规则,吸收热量后不需要破坏其空间点阵,只用来提高平均动能,所以当从外界吸收热量时,便由硬变软,最后变成液体。玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶塑料等就是常见的非晶体。

相互区别

本质区别

晶体与非晶体

晶体有自范性,非晶体无自范性。

物理性质不同

晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体,具有长程有序,并成周期性重复排列。

非晶体是内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体,具有近程有序,但不具有长程有序。外形为无规则形状的固体。

晶体有各向异性,非晶体是各向同性

晶体有固定的熔点,非晶体无固定的熔点,它的熔化过程中温度随加热不断升高。

微观结构不同

晶体和非晶体所以含有不同的物理性质,主要是由于它的微观结构不同。

组成晶体的微粒——原子是对称排列的,形成很规则的几何空间点阵;空间点阵排列成不同的形状,就在宏观上呈现为晶体不同的独特几何形状;组成点阵的各个原子之间,都相互作用着,它们的作用主要是静电力;对每一个原子来说,其他原子对它作用的总效果,使它们都处在势能最低的状态,因此很稳定,宏观上就表现为形状固定,且不易改变;晶体内部原子有规则的排列,引起了晶体各向不同的物理性质;如果外力沿平行晶面的方向作用,则晶体就很容易滑动(变形),这种变形还不易恢复,称为晶体的范性;从这里可以看出沿晶面的方向,其弹性限度小,只要稍加力,就超出了其弹性限度,使其不能复原,而沿其他方向则弹性限度很大,能承受较大的压力、拉力而仍满足虎克定律;当晶体吸收热量时,由于不同方向原子排列疏密不同,间距不同,吸收的热量多少也不同,于是表现为有不同的传热系数和膨胀系数。 而非晶体没有这结构