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晶体、晶质体和非晶质体的分析介绍

时间:2023-04-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:晶体是否具有多面体形态并不是晶体的本质。图2-1-1钻石和水晶的晶体结构凡内部具格子状结构的固态物质,称为结晶质,简称晶质。在实际晶体结构中,这样相应的单位即称“晶胞”。可把整个晶体看做是晶胞在三维空间平行、无间隙地重复累积。凡内部质点不作规则排列、不具格子构造的称为“非晶质”。非晶质体就是由非晶质构成的,例如琥珀、玻璃等都是非晶质体。图2-1-4晶质体与非晶质体的内部结构比较

晶体、晶质体和非晶质体的分析介绍

宝石绝大部分都是结晶质的,所以在讨论宝石之前要先了解什么是结晶质、什么是结晶体(简称晶体)。天然生成的物质其物种的异同决定于它的成分和内部结构。

例如金刚石的化学成分是碳(C),水晶的化学成分是二氧化硅(SiO2),组成金刚石的碳,组成水晶的氧和硅,分别在金刚石和水晶的内部按一定规律排列。从它完整的结晶体外表上看它们都有一定的形状,如平的面、直的棱、尖的角。这些外表形态就是它们的成分和构造在一定温度、压力和介质条件下的外在表现。

过去人们曾只看到外表规则的形态,就认为这是晶体,这是不全面的。晶体是否具有多面体形态并不是晶体的本质。近代X射线衍射广泛应用之后,人们才知道一切晶体不论其外形如何,组成晶体的化学成分(原子、离子、离子团、分子)在其内部都作有规律的排列。这种规律表现为质点在三维空间作周期性的平移重复,从而构成格子状的结构。因此晶体的现代定义是:晶体是质点作规律排列,具有格子状结构的固体。晶体结构如图2-1-1所示。

图2-1-1 钻石和水晶的晶体结构

凡内部具格子状结构的固态物质,称为结晶质,简称晶质。

晶体是内部质点在三维空间作平行周期性重复,可以以格子状来表示这种重复规律,从微观上设想这种格子是无限的几何图形,即空间格子,如图2-1-2所示。从空间格子中可以划出一个最小的重复单位,为平行六面体,如图2-1-3所示。在实际晶体结构中,这样相应的单位即称“晶胞”。可把整个晶体看做是晶胞在三维空间平行、无间隙地重复累积。晶胞的大小取决于它的3个相交棱的长度a、b、c(图2-1-3)和棱之间的夹角α、β、γ,该数据称“晶胞参数”,它决定着晶体的结构及分类。

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图2-1-2 空间格子图示

图2-1-3 平行六面体(晶胞)图示

(参照图2-1-2空间格子左下角)

晶体是由结晶质构成的,晶体分布十分广泛,除天然金刚石、红宝石、多种宝石矿物以外,石盐、白糖、合金、钢铁、陶瓷及绝大多数的药品都是晶体。凡内部质点不作规则排列、不具格子构造的称为“非晶质”。非晶质体就是由非晶质构成的,例如琥珀、玻璃等都是非晶质体。晶质体与非晶质体的内部结构比较,如图2-1-4所示。

图2-1-4 晶质体与非晶质体的内部结构比较

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