晶体与非晶体
晶体与非晶体
纯金属显微组织图
二、金属结晶后的晶粒大小对力学性能的影响
在常温铁力学性能的影响
三、同素异构转变
同素异构转变——金属在固态下随温度的改变由一 种转变为另一种晶格的现象。
以不同晶格形式存在的同一种金属元素的晶体称为 该金属的同素异构体。
晶界过渡结构示意图
亚晶界结构示意图
第二节 纯金属的结晶
生铁的生产是以铁矿石为原 料，首先利用炼铁设备冶炼成 液体状态的生铁，然后再将其 转变成固体状态；而钢的生产 是以生铁为原料，在炼钢炉内 继续冶炼，首先得到液体状态 的钢，然后再将其浇铸成固体 状态的钢锭或钢坯。
金属由液体转变成固体的过 程，实际上是一个金属晶体形 成的过程，称之为“结晶”。
铁是典型的具有同素异构转变特性的金属。纯铁的同 素异构转变可以用下式表示：
纯铁的冷却曲线
γ-Fe到α-Fe的 同素异构转变过程示意图
纯金属的冷却曲线
金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现 象称为过冷。它们的温度之差称为过冷度。
金属结晶时过冷度 的大小与冷却速度有关。 冷却速度越快，金属的 实际结晶温度越低，过 冷度也就越大。
纯金属结晶时的冷却曲线 a） 理论结晶温度 b） 实际结晶温度
2. 纯金属的结晶过程
结晶的过程是晶核的形成与长大的过程。
单晶体示意图
多晶体示意图
四、 金属的晶体缺陷
1. 点缺陷——空位、间隙原子和置代原子
无论是空位、间隙原子还 是置代原子，在其周围都会使 晶格产生变形，这种现象称为 晶格畸变。
上述三种晶体缺陷造成的 晶格畸变区仅限于缺陷原子周 围的较小区域，故统称为点缺 陷。
空位、 间隙原子和置代原子示意图
2．线缺陷——位错
晶体和非晶体的相互转化
晶体和非晶体的相互转化晶体和非晶体，是我们日常生活中非常常见的两种物质形态，它们之间存在着相互转化的过程。
晶体与非晶体都是由原子或分子组成的，但它们的排列方式不同，因此呈现出了不同的物理性质和化学性质。
在实际应用中，晶体和非晶体的相互转化不仅是一种科学研究问题，还是生产工业中常常遇到的实际问题，这种转化的过程不仅在材料科学、物理学领域中受到广泛的关注，而且在化学工业、生命科学等多个领域都有着重要的应用。
那么，晶体和非晶体之间的转化过程究竟是怎样的呢？我们将从以下几个方面进行阐述。
1.晶体和非晶体的基本概念晶体是一种有序的、周期性结构的固体，具有明显的形状和对称性。
它的原子或分子排列是按照一定的规律、规则性地排列组成的，所以它们之间具有高度的排列有序性、表面光滑性、硬度、抗压性以及电学、热学性质等特点。
晶体的结构是由基本单元组成，通常它们是由原子或分子组成的。
常见的晶体有金属晶体、离子晶体、分子晶体、共价晶体等。
非晶体则是一种无序的、非周期性结构的固体，它们的原子或分子排列是杂乱无章的。
非晶体具有无规则的形状和对称性、表面粗糙，它们通常没有明显的熔点和结晶温度，且物理性质和化学性质不稳定。
非晶体的结构是由基本单元组成，通常它们是由小分子或聚合物单元组成的。
常见的非晶体有氧气化物非晶体、金属非晶体、硅氧化物非晶体、塑料等聚合物。
2.晶体和非晶体的相互转化晶体和非晶体之间的相互转化是指通过各种方法使晶体转化为非晶体，或者干脆将非晶体转换为晶体的过程。
这种转化过程通常涉及了材料的物理和化学性质，因此它受控于材料的结构和性质。
（1) 晶体转变为非晶体晶体转变为非晶体，主要是通过以下两种机制实现：调整原晶体的结构或改变其熔化温度。
对于晶体结构转变的方法，通常在材料加热下发生。
随着温度的升高，晶体结构出现了变化，一些原来在固态时比较规则的结构，变成了无序的非晶态结构，如常见的晶体高温熔化制备非晶态材料。
而改变熔化温度的方法，包括掺杂、共晶结构、合成非晶态化合物等，其中掺杂是一种有效的方法，利用它可以使晶体结构受到限制，熔点降低，从而形成非晶态材料。
区分晶体与非晶体常用的方法
区分晶体与非晶体常用的方法
1.自范性不一样
晶体有自范性，非晶体无自范性。
2.排列不一样
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。
3.向异性和熔点不一样
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。
区别方法：
一、bai外部形态不同
首先晶体du是有着整齐的，zhi规律的几何外形，它的组成dao 元素有着固定的化学方程式，而且熔点是确定的，当温度达到熔点之后，晶体温度不会随着外界温度的增高而变化。
非晶体的外形没有固定的形状，它没有固定的熔点，非晶体的温度会随着外界的温度变化而变化，没有一个固定的熔点。
二、内部序列不同
晶体的组成是由顺序排列的分子或者是有规律排列的元素组成，其内部的形成结构是由顺序，有规律的。
非晶体的内部排列是无序的，
杂乱无章的，没有一个固定的规律，也没有一个固定的顺序，所以这就是导致非晶体没有固定熔点的原因。
第13课物质的聚集状态晶体与非晶体
第13课物质的聚集状态晶体与非晶体1.物质的聚集状态的存在形式（1）通常物质有三态：固态、液态和气态。
（2）现代科技发现物质的聚集状态还有更多，如等电子体、离子液体、晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
（3）物质三态的相互转化（4）关系：2.气态：①普通气体②等离子体：A.定义：等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质。
B.产生途径：高温、紫外线、x射线、y射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使气体变成等离子体C.存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等D.性质：具有良好的导电性和流动性E.应用：等离子体显示技术可以制造等离子体显示器，利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。
3.液态：①普通液体②离子液体：A.定义：在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，称为室温离子液体，也称为低温熔融盐。
子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等（如图所示），阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。
4.介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态一种物质聚集状态。
②液晶：A.定义：在由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体状态。
后而呈现的液晶相）。
D.用途：、电脑和电视的液晶显示器，合成高强度液晶纤维已广泛用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。
4.固态：①晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间按一定规律呈周期性重复排列构成的固体物质，绝大多数常见的固体都是晶体。
如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。
②非晶体：内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。
如：玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等。
【名师提醒】（1)构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
(2)物质的聚集状态除了气态、液态和固态，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
高中物理晶体非晶体知识点
高中物理晶体非晶体知识点
基础知识：
1. 晶体是由有序排列的原子或分子构成的固体，非晶体是由无序排列的原子或分子构成的固体。
2. 晶体具有定向性，非晶体没有定向性。
3. 晶体具有明确的晶体结构，而非晶体没有明确的结构，呈现出随机分布的状态。
4. 晶体具有具体的晶格参数、晶面和晶体形态，而非晶体没有这些特征。
晶体结构：
1. 晶体结构分为离子晶体结构、共价晶体结构和金属晶体结构。
2. 离子晶体结构由正离子和负离子通过电静力相互作用形成的结构。
3. 共价晶体结构由共价键形成的结构。
4. 金属晶体结构由金属原子之间的金属键形成的结构。
晶体缺陷：
1. 晶体缺陷主要分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
2. 点缺陷包括空位缺陷和杂质缺陷。
3. 线缺陷包括位错和螺旋位错。
4. 面缺陷包括晶界和堆垛错。
非晶体结构：
1. 非晶体结构没有明确的结构，它的结构呈现出无规则分布的状态。
2. 非晶体结构有两种常见的排列方式，即高密度排列（例如熔
融态条件下）和低密度排列（例如固态条件下）。
3. 非晶体具有很强的非晶特性，例如固态条件下呈现出象液体的形态。
4. 非晶体具有良好的机械性能和化学性质，因此在制备材料、光电器件等领域有广泛应用。
晶体与非晶体的区别
晶体和非晶体的区别：常见晶体有很多只要记住常见非晶体之外的就好了常见非晶体有蜂蜡玻璃、松香、沥青、橡胶、蜡石蜡、塑料非晶体没有固定熔点几种晶体的熔点/℃石英、云母、明矾、食盐氯化钠、硫酸铜、糖、味精、海波、冰、水晶、荼、铝等各种金属就是常见的晶体。
告诉你几个诀窍,你实在弄不懂时能用晶体不是一开始熔化变软,要一点时间非晶体熔化就会变软晶体和非晶体的区别：a．单晶体都具有有规则的几何形状，例如，食盐晶体是立方体、冰雪晶体为六角形等，而非晶体没有一定的外形。
单晶体之所以有规则的外形，是由于组成晶体的物质微粒依照一定的规律在空间排成整齐的行列，构成所谓的空间点阵。
例如，实验观察到的食盐晶体是由钠离子和氯离子等距离交错排列构成的。
b．单晶体具有各向异性的特性。
例如，云母的结晶薄片，在外力的作用下，很容易沿平行于薄片的平面裂开。
但要使薄片断裂，则困难得多。
这说明晶体在各个方向上的力学性质不同，而非晶体玻璃在破碎时，其碎片的形状是完全任意的。
又如，在云母片上，涂上一层薄薄的石蜡，然后用炽热的钢针去接触云母片的反面，则石蜡沿着以接触点为中心，向四周熔化成椭圆形，这表明云母晶体在各方向上的导热性不同；如果用玻璃板代替云母片重做上面实验，发现熔化了的石蜡在玻璃板上总成圆形，这说明非晶体的玻璃在各个方向上的导热性相同。
c．晶体必须达到熔点时才能熔解。
不同的晶体，具有各不相同的熔点。
且在熔解过程中温度保持不变。
而非晶体在熔解过程中，没有明确的熔点，随着温度升高，物质首先变软，然后逐渐由稠变稀。
晶体和非晶体可以相互转化。
许多物质既可以以晶体形式存在，又可以以非晶体形式存在。
如把水晶的结晶溶化，再使它冷却，可得非晶体的石英玻璃。
而非晶体的玻璃，经过相当长的时间后，在它里面生成了微小的晶体，形成透明性减弱的模糊斑点。
这说明晶体转化为非晶体需要一定的条件，而非晶体经过一定时间会自动变成晶体。
这是因为非晶体是不稳定的，所谓非晶体物质并不是什么永不结晶的物质，而是在非晶体凝固过程中，分子还没有来得及达到能量最低处，已过早地被一定大小的内摩擦粘住，凝成固体。
人教课标版 晶体与非晶体PPT
认识晶体
K2Cr2O7
一、晶体与非晶体
你知道固体有晶体和非晶体之分吗？ 晶体:具有规则几何外形的固体 非晶体:没有规则几何外形的固体 能否举例说明？
1.从外形看,晶体与非晶体有何不同? 2.构成晶体的微粒在空间的排列有何特点? 晶体与非晶体比较
自范性
体外形)
微观结构
周期性有序排列
晶体 有(能自发呈现多面 粒子在三维空间呈
非晶 没有(不能自发呈现 粒子排列相对无序 多面体外形) 体
说明:
(1)晶体自范性的本质:是晶体中粒子微 观空间里呈现周期性的有序排列的宏观 貌）。 非晶体不能呈现多面体的外形。 (2)晶体自范性的条件之一:生长速率适 当。
晶体与非晶体
晶体 定义：有规则几何形状的固体
• • • • 性 质 自范性 熔 点 各向异性 晶 体 有 固定 有 非晶体 无 不固定 无
1. 下列不属于晶体的特点是（ D ）
A.一定有固定的几何外形 B.一定有各向异性 C.一定有固定的熔点 D.一定是无色透明的固体
2.晶体具有各向异性。如蓝晶石 （Al2O3· SiO2）在不同方向上的 硬度不同；又如石墨在与层垂直 的方向上的导电率与层平行的方 向上的导电率1∕104。晶体的各向 D 异性主要表现在是：（ ） ①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光 学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④
二.晶体形成的途径
• 熔融态物质凝固. • 气态物质冷却不经液态直接凝固(凝 华). • 溶质从溶液中析出.
• 1.石墨(C)和蓝宝石(Al2O3· SiO2)是常见的晶体,其 中石墨的结构呈层状,在与层垂直方向的导电率 为与层平行方向上导电率的1/10000;蓝宝石在不 同方向上的硬度是不同的. • 2.石蜡和玻璃都是非晶体,如果将二者加热,当温 度升高到一定程度后,开始软化,流动性增强,最后 变成液体.整个过程温度不断上升,并且在这个过 程中没有固定的熔解热效应.
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。
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晶体与非晶体
晶体与非晶体是材料科学中常用的两个概念，它们具有不同的结构和性质。
本文将介绍晶体和非晶体的特点、分类以及应用领域。
一、晶体的特点
晶体是由原子、分子或离子按照一定的规则有序排列而成的固体。
晶体具有以下特点：
1. 高度有序排列：晶体中的原子、分子或离子按照特定的空间周期性排列，组成有规则的三维晶体结构。
2. 清晰的晶面与晶角：晶体的有序结构使得晶体表面呈现出清晰可见的晶面和晶角，有利于晶体的表征和研究。
3. 明确的晶格参数：晶体的空间排列有序，可以通过晶格参数（如晶胞体积和晶胞边长）来描述晶体的结构。
4. 具有各向异性：晶体在不同晶向上的物理性质（如光学各向异性和热导率）表现出差异，这是晶格结构的结果。
二、非晶体的特点
非晶体是由原子、分子或离子以无序、非周期性的方式排列而成的固体。
非晶体具有以下特点：
1. 无序排列：非晶体中的原子、分子或离子没有规则的排列方式，缺乏明确的周期性结构。
2. 无明显晶面与晶角：非晶体表面呈现出无规则、不清晰的外貌，
没有明显的晶面和晶角。
3. 随机的局部密度：非晶体中的原子密度和局部排列方式随机分布，没有明确的晶格参数。
4. 具有各向同性：非晶体在各个方向上的物理性质基本相同，不像
晶体那样表现出各向异性。
三、晶体与非晶体的分类
根据晶体和非晶体的结构特点，可以将它们进一步分类：
1. 晶体分类：晶体可以根据其晶胞的对称性和晶体结构进行分类，
常见的晶体包括立方晶系、六角晶系、正交晶系等。
2. 非晶体分类：非晶体可以根据其制备方法和固化方式进行分类，
例如金属非晶体、无定形陶瓷等。
四、晶体与非晶体的应用领域
晶体和非晶体在不同领域有着广泛的应用，下面列举其中的几个领域：
1. 光学与电子学：晶体具有优良的光学特性，可应用于激光器、光
纤通信等领域。
而非晶体在电子器件中有较好的应用，如非晶硅太阳
能电池。
2. 材料工程：晶体和非晶体在材料工程中被广泛应用，用于改善材
料的强度、硬度和耐磨性等性能。
3. 医药领域：晶体和非晶体的结构对于药物的吸收和释放具有重要影响，对于药物设计和研发有着重要意义。
4. 能源领域：非晶体材料在能源存储领域有广泛应用，如非晶态材料用于锂离子电池中。
总结：
晶体和非晶体是材料科学中重要的概念，它们具有不同的结构和性质。
晶体具有有序的排列和明确的晶格参数，而非晶体则呈现出无序排列和随机的局部密度。
晶体和非晶体在不同领域有广泛的应用，包括光学、电子学、材料工程、医药和能源等。
通过研究晶体和非晶体的特点和应用，可以推动材料科学的发展和创新。