非晶体 - DGSO百科
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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。它没有一定规则的外形,如玻璃、松香、石蜡、塑料等。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”。

基本概念

非晶体又称无定形体
常见非晶体(两种) 常见非晶体(两种)
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。
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。

相互区别

本质区别

晶体有自范性,非晶体无自范性。

物理性质不同

晶体是内部质点三维空间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,非晶体多数是各向同性
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
非晶体—玻璃态二氧化硅(SiO2)的结构图 非晶体—玻璃态二氧化硅(SiO2)的结构图
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。 而非晶体一般没有这结构

X射线衍射实验

当单一波长的X射线通过非晶体时,不会在记录仪上看到分立的斑点或
A为晶体 B为非晶体 A为晶体 B为非晶体
明锐的谱线,而同一条件下摄取的晶体图谱中能看到分立的斑点或明锐的谱线。

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、松香沥青橡胶等就是常见的非晶体。