晶体非晶准晶在结构上的异同
结构化学：晶体学基础
结构基元的重复周期为一套点的周期
点阵结构
点阵点： 把点阵点设在一套C上 每个点阵点的内容结构基元： 2C, 4H
结构基元的重复周期： a
点阵结构
例3. 石墨晶面的点阵结构
等同点套数：2
结构基元： 2个C原子
平面点阵型式： 平面六方
点阵结构
例4. NaCl
等同点套数： 1Cl-, 1Na+ 空间点阵型式： 立方面心(F) 晶胞中原子种类数目： 4Cl-, 4Na+
点 阵
点 阵
点阵结构
7.1.3 晶体具有点阵结构 1. 点阵结构 能被某一点阵所代表的结构，叫点阵结构 结构基元：把晶体结构抽象为点阵的过程中，点 阵点所代表的内容（包括原子分子的种类，数量 及在空间的排列方式） 重复周期：指在某一方向上，结构基元移动的距 离周期，也就是重复向量的方向和长短。
基本周期 a，平移素向量； m = 0, ±1, ±2, ……
点 阵
2. 平面点阵 定义: 在二维方向上等周期排布的点阵叫平面点 阵，平面点阵中，可以找到两个独立的不平行 的基本向量。
平移群表示：
m，n = 0, ±1, ±2, ……
点 阵
平面格子：沿两个方向将全部点阵点连结起来，即 得到平面格子。整个平面点阵可视为无数个这样的 平行四边形格子并置而成。
点阵结构
2. 从晶体点阵结构中抽象出点阵 例1. 等径圆球排列形成的一密置列直线点阵
一个点阵点代表一个球
重复周期为a a = 2r
点阵结构
例2. 对于无限伸长的聚乙烯长链高分子与相应的直 线点阵 聚乙烯 [CH 2 ]n
点阵结构
通过等同点来判断结构基元的方法 等同点：把内容相同，周围环境也相同的原子叫 一套等同点。
晶体和非晶体的区别
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非晶体内部原子或分子的排列是无规律的，因 此其外形通常是不规则的，没有固定的形状。
非晶体具有各向同性
非晶体在不同方向上的物理性质基本相同，没 有明显的方向性差异。
非晶体没有固定的熔点
非晶体在加热时逐渐软化，最终变成液体，没有固定的熔点。
晶体与非晶体物理性质的对比
晶体具有规则的几何外形和非晶体没有规则的几 何外形形成了鲜明的对比。
在实际应用中，晶体和非晶体的差异也很大，如陶瓷、玻璃、塑料等材料中，非晶体材料通常具有较好 的韧性和塑性，而晶体材料则具有较高的硬度和强度。
04
物理性质
晶体物理性质
晶体具有规则的几何外形
晶体具有固定的熔点，且在熔化过程中保持固定的温度不 变。晶体还具有规则的几何外形，这是因为晶体内部原子 或分子的排列是有规律的。
等。
非晶体定义
01 非晶体是指原子、分子或离子的排列不具有长程 有序性和对称性的固体物质。
02 非晶体内部原子、分子或离子的排列是混乱无序 的，导致非晶体没有规则的几何外形。
02 非晶体的物理性质通常表现为各向同性，即在不 同方向上表现出相同的性质。
晶体与非晶体的性质比较
光学性质
晶体具有光学各向异 性，即在不同方向上 表现出不同的光学性 质；非晶体则表现为 光学各向同性。
橡胶制品
非晶体材料如天然橡胶、合成橡胶等 可用于制造各种橡胶制品，如轮胎、
鞋底等。
塑料制品
非晶体材料如聚乙烯、聚丙烯等是塑 料的主要成分，广泛用于制造各种塑 料制品。
物理高三晶体非晶体知识点
物理高三晶体非晶体知识点晶体与非晶体是高中物理中的一个重要知识点。
本文将介绍晶体和非晶体的定义、特点、分类以及在日常生活中的应用。
一、晶体的定义与特点晶体是由一定的物质按照一定的方式排列组成的固体物质。
它具有以下特点：1. 具有三维周期性结构：晶体中的原子、离子或分子以一定的间距沿着特定方向周期性排列，并且在每个晶体的不同位置具有相同的排列方式。
2. 具有长程有序性：晶体的周期性结构在整个晶体中无限延伸，这使得晶体具有规则而有序的几何形态。
3. 具有良好的各向同性：晶体的性质在各个方向上基本相同，因此具有相应的物理性质。
二、晶体的分类根据晶体的组成和结构，可以将晶体分为以下几类：1. 金属晶体：由金属原子组成的晶体，具有金属的典型性质，如导电性、延展性等。
2. 离子晶体：由正负离子按照一定的比例和方式排列组成的晶体，具有高熔点和良好的电导性能。
3. 分子晶体：由分子按照一定的方式排列组成的晶体，具有较低的熔点和不良的导电性能。
4. 原子晶体：由原子按照一定的方式排列组成的晶体，如金刚石、硅等。
三、非晶体的定义与特点非晶体是指具有无定形结构的固体物质，它与晶体不同，缺乏长程有序性。
非晶体具有以下特点：1. 无定形结构：非晶体的原子、离子或分子没有规则的周期性排列方式，具有无序性。
2. 局部有序性：虽然整体没有规则的结构，但是在局部范围内可能存在某种有序性。
3. 非晶性：非晶体表现出非晶体的典型性质，如折射、吸收等。
四、晶体与非晶体的应用晶体和非晶体在我们的日常生活中有着广泛的应用：1. 晶体应用：晶体被广泛应用于电子工业，如晶体管、光纤等，可用于电子设备、通信、光学等领域。
2. 非晶体应用：非晶体常用于制作玻璃、塑料等材料，也可以用于太阳能电池板、显示器等技术中。
总结：晶体和非晶体是固体物质中不同结构的表现形式。
晶体具有三维周期性结构和长程有序性，主要包括金属晶体、离子晶体、分子晶体和原子晶体。
非晶体是无定形结构的固体物质，主要表现为无规则的局部有序性。
晶体与非晶体的区别与应用
晶体与非晶体的区别与应用晶体与非晶体是固态物质的两种基本结构形态，它们在物理性质、化学性质以及应用领域方面存在着显著的差异。
本文将从结构、性质和应用等方面，详细探讨晶体与非晶体的区别和各自的应用。
一、晶体的特征与应用晶体是具有周期性内部结构的物质，其分子或原子按照一定的规律排列，形成具有长程有序性的晶型结构。
晶体的结构可以通过晶体学方法进行描述和分析。
晶体的特点之一是具有高度的对称性。
晶体的内部结构由一系列有机组成的单元细胞重复排列而成，这些单元细胞在空间上存在一定的对称性和周期性。
晶体的晶胞常常是一个几何形状明确的空间单元，例如立方体、六角柱等。
晶体的周期性结构使其具有一些特殊的物理性质。
晶体具有清晰的熔点，当温度超过晶体的熔点时，晶体会从有序状态转变为无序的液体状态。
此外，晶体还具有光学性质，例如会发生衍射现象。
这使得晶体在光学领域和电子学领域有着广泛的应用。
晶体在材料科学和工程中有着广泛的应用。
晶体材料常用于制备半导体器件，例如晶体管和太阳能电池等。
由于晶体材料具有高度有序的结构，可以通过控制晶体生长条件和掺杂物的加入等手段来调节电导率等电子性质，从而实现电子器件的设计和制造。
二、非晶体的特征与应用非晶体是指没有明确的周期性结构，其内部的分子或原子呈现无定形的排列方式。
非晶体的结构通常具有胶态或液态的特征，其分子或原子之间的排列没有明确的规则性。
非晶体材料的一个典型代表是玻璃。
玻璃是由大量无定形的硅氧键网络构成，没有明确的晶格结构。
相比于晶体，非晶体材料在结构上更为松散，没有明确的熔点。
在受热后，非晶体材料会逐渐软化变形。
非晶体具有一些独特的物理性质。
由于非晶体缺乏长程有序性，使得其具有较好的变形能力和抗震性能。
此外，非晶体通常具有较高的抗腐蚀性和耐热性，因此广泛应用于化工、建筑等领域。
非晶体的应用领域非常广泛。
除了玻璃外，还有非晶合金、非晶薄膜等材料广泛应用于航空航天领域、电子及信息技术领域、节能环保领域等。
晶体的结构及晶体中的缺陷
晶胞类型
序 熊夫里 号 斯记号 国际记号
对称元素
四4
方
abc
13 c4v
90 14
D2d
15
D4h
4mm
42m 422 mmm
4,4m 4,22,2m 4,42,5m, i
菱面体晶胞
c 16
3
3
3
abc
中
c 17
3i
3
3, i
三
120 90
方 3 六方晶胞
abc
18 D3
c 19
D3h
6 6 6 6m22
6mm
6m2
6
6(3, m)
6, m,i
6,62
6,6m
6(3, m),32,4m
27 D6h
622 mmm
6,62,7m, i
28 T
23 43,32
43在 abc
29 Th
高
立 方
立方的 体对角
90
30
O
线方向
31 Td
2 m
3
43,32,3m, i
432 43,34,62
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晶体的微观结构是1912年Laue开 始用X－射线进行分析。
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非晶态不具有晶体微观结构的平移对称性。
晶态与非晶态微观结构对比 图中对比了晶态和非晶态。可见，晶 体微观空间的原子排列，无论是近程还是远 程，都是周期性有序结构，而非晶态只是近 程有序而远程无序，无周期性规律。
交 个互相垂的
2
6
abc
7
90
8
D2
D2v
D2h
222 mm2
§6-8 非晶态和准晶态 (2)
玻璃、各种塑料和合成纤维等，已经深入到几乎所有
的技术领域和人们的日常生活之中。不仅用于制作形 形色色的日用品，也是重要的结构材料，而且还有许 多特殊的用途。 还有富 Te和 Ge-Te半导体玻璃以及软磁非晶态合金
（铁磁玻璃）等材料。
2
二、准晶态简介 若将晶体绕某固定轴旋转一定角度 =2n后，仍能 自身重合，则该晶体具有 n次旋转对称性。同时，晶 体还具有平移周期性，将该晶体的基元晶胞一个挨 一个排列起来，可以充满整个晶体，中间不会留下任 何空隙。为了满足平移周期性，旋转对称性就要受到 很大的限制，理论可以证明，n只能为2、3、4和6。 前面所说的十四种布喇菲晶胞就是同时满足这两种 特性的晶体基元。譬如，在用一种相同形状的地砖铺 地时，地砖形状可以是平行四边形（n=2）、正三角 形（n=3）、正方形（n=4）或正六角形（n=6），将 它们一个挨一个地排列，必定铺满地面，中间是不会 3 留下任何空隙的。
不存在5次和大于6次以上的旋转对称性。
4
1984 年谢赫特曼（ D.Shechtman ）在快速冷却的铝 锰合金中发现了一种新相，其电子衍射斑点的分布具 有明显的 5 次旋转对称性。我国科学家郭可信等人在 钛钒镍合金和铬镍硅合金中分别发现了 5 次旋转对称 性和 8 次旋转对称性，还观测到了 12 次旋转对称性。 这一系列发现极大地震动了固体物理学领域，打破了 一百多年来已经形成的晶体学概念。谢赫特曼也因此 获得了2011年诺贝尔化学奖。
这种5次和大于 6次以上的旋转对称性的结构，不具 有完全的平移周期性，人们把它叫作准周期性，而把 具有准周期性结构的晶体叫作准晶体，简称准晶。准 晶的发现为固体物理的研究开辟了新的领域，推动了 固体物理理论的发展。 5
区别晶体与非晶体最科学的方法
区别晶体与非晶体最科学的方法晶体和非晶体是材料科学中的两个基本概念，它们的区别对于材料的性质和应用有着重要的影响。
那么，如何科学地区分晶体和非晶体呢？晶体和非晶体的最显著的区别在于它们的结构。
晶体是有序排列的，其原子、离子或分子按照一定的规律排列成周期性的结构，这种结构被称为晶体结构。
晶体结构可以通过X射线衍射等方法进行表征，因为晶体的结构是高度有序的，所以晶体会产生衍射图案，而这种图案的特征可以用来确定晶体的结构类型和晶胞参数等信息。
相反，非晶体的结构是无序的，其原子、离子或分子没有任何规律地排列，因此非晶体没有固定的晶体结构，也不会产生X射线衍射图案。
晶体和非晶体的物理性质也有所不同。
晶体具有各向同性的物理性质，即在不同方向上的物理性质是相同的，例如光的折射、电阻率等。
而非晶体由于其无序性质，物理性质通常是各向异性的，即在不同方向上的物理性质是不同的。
例如，非晶体的磁性通常会随着制备方法的不同而发生改变，而晶体的磁性则只与其结构有关。
晶体和非晶体的制备方法也不同。
晶体的制备通常需要一定的条件，例如高温、高压或者溶剂蒸发等，可以通过晶体生长等方法来制备。
而非晶体的制备则通常是通过快速冷却等方法来实现的，例如快速凝固、溅射等。
晶体和非晶体的应用也有所不同。
晶体的应用范围非常广泛，例如晶体管、晶体振荡器、晶体管等，这些应用都是基于晶体的周期性结构和各向同性的物理性质而实现的。
相反，非晶体的应用则通常涉及到其各向异性的物理性质，例如非晶合金、非晶硅等。
晶体和非晶体的区别主要在于其结构、物理性质、制备方法和应用等方面。
科学地区分晶体和非晶体对于材料科学的研究和应用具有重要的意义。
晶体和非晶体
晶体和非晶体固态物质分为晶体和非晶体。
从宏观上看，晶体都有自己专门的、呈对称性的形状，如食盐呈立方体；冰呈六角棱柱体；明矾呈八面体等。
而非晶体的外形则是不规则的。
晶体在不同的方向上有不同的物理性质，如机械强度、导热性、热膨胀、导电性等，称为各向异性。
而非晶体的物理性质却表现为各向同性。
晶体有固定的熔化温度—熔点（或凝固点），而非晶体则是随温度的升高逐步由硬变软，而熔化。
晶体和非晶体因此含有不同的物理性质，要紧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，形成专门规则的几何空间点阵。
空间点阵排列成不同的形状，就在宏观上出现为晶体不同的专门几何形状。
组成点阵的各个原子之间，都相互作用着，它们的作用要紧是静电力。
对每一个原子来说，其他原子对它作用的总成效，使它们都处在势能最低的状态，因此专门稳固，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。
例如原子的规则排列能够使晶体内部显现若干个晶面，立方体的食盐就有三组与其边面平行的平面。
假如外力沿平行晶面的方向作用，则晶体就专门容易滑动（变形），这种变形还不易复原，称为晶体的范性。
从那个地点能够看出沿晶面的方向，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专门大，能承担较大的压力、拉力而仍满足虎克定律。
当晶体吸取热量时，由于不同方向原子排列疏密不同，间距不同，吸取的热量多少也不同，因此表现为有不同的传热系数和膨胀系数。
非晶体的内部组成是原子无规则的平均排列，没有一个方向比另一个方向专门，如同液体内的分子排列一样，形不成空间点阵，故表现为各向同性。
当晶体从外界吸取热量时，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。
连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能够破坏其有规则的排列，空间点阵也开始解体，因此晶体开始变成液体。
非晶合金与准晶
非晶合金与准晶非晶合金与准晶1.非晶态合金的发现长期以来，提到合金指的就是晶态合金。
提到非晶态，指的是玻璃态的硅酸盐。
上个世纪六十年代，非晶态合金的出现，改变了这种情况。
60年代初Duwez等发展了溅射淬火技术，用快速冷却的方法，使液态合金的无序结构冻结起来，形成非晶态合金Au3Si，对传统的金属结构理论是一个不小的冲击，由于非晶态合金具有许多优良性能：高强度、良好的软磁性、耐腐蚀性等，很快成为重要的功能材料，获得很快发展。
2.非晶态合金的结构特征非晶态合金与晶态合金最大的区别在于长程无序。
晶态合金只要了解一个晶胞中原子的排布，由于周期性，固体中所有原子的排布都知道了。
而非晶态合金结构特点为短程有序、长程无序，即某一个第一近邻、第二近邻原子是有固定排列的，而更远的原子是无序的。
从X射线衍射强度图可以看出，晶态有明确、锐利的衍射峰，而非晶态只有较圆滑的峰，后面是一些不可分辨的曲线，即非晶态合金不能从X射线衍射中获得太多的信息，目前用径向分布函数来表征非晶态合金结构。
晶态材料与非晶态材料数值密度函数随距离变化的示意图2.非晶态合金的结构特征非晶态固体与晶态固体相比，结构上的最本质的差别是不存在长程有序性。
组成晶体的粒子在宏观尺度上规则排列的周期性，就称为长程有序性。
在非晶态固体中，原子位置的空间分布并不是无规则的，而是存在一种局域关联性，因此，在非晶态固体中存在着极为明显的短程有序性。
所谓短程有序性，就是在原子周围小区域内原子排列的规则性，一般是用在任一特定原子的最近邻的原子数(即配位数) 来表示。
①非晶合金具有比普通金属更高的强度。
②非晶态合金因其结构呈长程无序，故在物理性能上与晶态合金不同，显示出异常情况。
③非晶合金比普通金属具有更强的耐化学腐蚀能力。
非晶态合金是均匀的多元固溶体，不存在晶界、第二相、析出物等结构缺陷，有利于抗化学腐蚀。
非晶态合金与晶态合金最大的区别在于长程无序。
晶态合金只要了解一个晶胞中原子的排布，由于周期性，固体中所有原子的排布都知道了。
晶体常识晶体与非晶体晶体与非晶体区别
(如K2O、
物质类别 H2SO4)、非金属氧
质与合 硅、晶体
Na2O)、强
金(如Na、 碱(如KOH、
及举例 化物(如SO2、CO2， 硼)，一部 Al、Fe、 NaOH)、绝
SiO2除外)、绝
分非金属 青铜) 大部分盐(如
大多数有机物(如 化合物(如
NaCl)
CH4，有机盐除外) SiC、SiO2)
晶体 简单 立方
金 钾型
属 晶
镁型 体
铜型
晶体结构
晶体详解 典型代表Po，空间利用率 52%，配位数为6 典型代表Na、K、Fe，空间 利用率68%，配位数为8 典型代表Mg、Zn、Ti，空 间利用率74%，配位数为12 典型代表Cu、Ag、Au，空 间利用率74%，配位数为12
[例1]如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na＋或Cl－所 处的位置．这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都 是等距离排列的．
2．晶体熔、沸点高低的比较方法 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子
晶体＞分子晶体． 金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高， 汞、铯等熔、沸点很低． (2)原子晶体 由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能 大，晶体的熔、沸点高．如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅．
三、几种典型的晶体模型
晶体
晶体结构
原 金
子 刚
晶 石
体
晶体详解 (1)每个碳与4个碳以共价键 结合，形成正四面体结构(2) 键角均为109°28(3)最小碳环 由6个C组成且六原子不在 同一平面内(4)每个C参与4 条C—C键的形成，C原子 数与C—C键之比为1∶2
晶体
原 子 晶 SiO2 体
晶体结构
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晶体非晶准晶在结构上的异同
晶体、非晶体和准晶体是固体材料中常见的三种结构形态。
晶体是由周期性排列的原子、离子或分子组成的，具有明确的晶格结构和长程有序性。
非晶体则是由无序排列的原子、离子或分子组成的，缺乏明确的晶格结构和长程有序性。
而准晶体则是介于晶体和非晶体之间的结构形态，具有部分有序性。
在结构上，晶体、非晶体和准晶体存在着一些明显的异同。
首先，晶体具有明确的晶格结构，原子、离子或分子按照规则的方式排列，并且在空间中具有周期性的重复性。
而非晶体则没有明确的晶格结构，原子、离子或分子的排列是无序的。
准晶体则介于两者之间，具有部分长程有序性，但不完全具备晶体的周期性重复结构。
因此，晶体和非晶体在结构上存在着明显的差异。
晶体具有明确的晶体面和晶体轴方向。
晶体面是晶体中原子、离子或分子排列的平面，晶体轴方向则是晶体中原子、离子或分子排列的方向。
这种有序的结构使得晶体具有一些特殊的物理性质，如各向异性和晶体光学效应。
而非晶体由于无序排列的结构，没有明确的晶体面和晶体轴方向。
准晶体在结构上介于两者之间，具有部分的晶体面和晶体轴方向。
晶体和准晶体在结构上还存在着类似的周期性重复性。
晶体的周期性重复结构使得其具有一些特殊的物理和化学性质，如特定的热膨胀性、热导率和电导率。
准晶体虽然没有完全的周期性重复结构，
但其部分有序性使得其具有一些类似晶体的性质。
而非晶体由于无序排列的结构，缺乏周期性重复性，因此其物理和化学性质与晶体和准晶体有很大的差异。
总的来说，晶体、非晶体和准晶体在结构上存在着明显的异同。
晶体具有明确的晶格结构和周期性重复性，而非晶体则是无序排列的结构，缺乏明确的晶格结构和周期性重复性。
准晶体则介于两者之间，具有部分有序性。
这些结构上的差异导致晶体、非晶体和准晶体具有不同的物理和化学性质。
因此，对于材料科学和固体物理领域的研究来说，深入理解晶体、非晶体和准晶体的结构特点具有重要意义。