第三章

第三節固體

分子不停地做無規則運動，它們之間又存在相互作用力．分子力的作用使分子聚集在一起，分子的無規則運動又使它們分散開來．這兩種作用相反的因素決定了分子的三種不同的聚集狀態：固態、液態和氣態．

物理學又把固態和液態統稱為凝聚態．凝聚態物理學是當前物理學發展最迅速的分支學科之一．

固體和液體有一個共同的特點：它們的分子間的距離跟分子本身的大小具有相同的數量級，因而分子間有較強的相互作用．這使得固體和液體都不易壓縮，在微觀結構上不像氣體那樣無序．一.晶體和非晶體固體可以分成晶體和非晶體兩類．

在常見的固態物質中，石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、糖、味精等都是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等都是非晶體．晶體、非晶體的外形和物理性質是有差異的1、晶體都具有規則的幾何形狀．

食鹽的晶體呈立方體形，明礬的晶體呈八面體形，石英的晶體中間是一個六面棱柱，兩端是六棱錐．冬季的雪花，是水蒸氣在空氣中凝華時形成的冰的晶體，它們的形狀雖然不同，但一般是六角形的規則圖案．非晶體則沒有規則的幾何形狀．明礬的晶體呈八面體形雪花晶體2、晶體有一定的熔點，非晶體沒有一定的熔點.3、晶體的物理性質與方向有關，這種特性叫做各向異性．

非晶體的各種物理性質、在各個方向上都是相同的，所以是各向同性的．現象:熔化了的石蠟在云母片上呈橢圓形，而在玻璃片上呈圓形．

結論:云母晶體在各個方向上的導熱性能不同，而非晶體玻璃在各個方向上的導熱性能相同．

一種物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現，也就是一種物質是晶體還是非晶體，并不是絕對的．例如，天然水晶是晶體，而熔化以后再凝結的水晶（即石英玻璃）就是非晶體．許多非晶體在一定的條件下可以轉化為晶體．

人們在研究中還發現，在冷卻得足夠快和冷卻到足夠低的溫度時，幾乎所有的材料都能成為非晶體．二、單晶體和多晶體1、晶體又可以分成單晶體和多晶體。2、如果整個物體就是一個完整的晶體叫做單晶體，如小砂糖、食鹽小顆粒、小雪花等。應用：制造晶體管就要用到單晶硅和單晶鍺

三、晶體的微觀結構1、晶體是由物質微粒依照一定的規律排列形成的。用電子顯微鏡可以對晶體內部結構直接觀察和照相3、若整個物體是由許多小晶體（晶粒）雜亂無章地排列組成的，這樣的物體叫做多晶體。例如，由許多食鹽單晶體粘在一起而成大塊的食鹽，就是多晶體；一般的金屬都是多晶體。4、多晶體沒有規則的幾何形狀，也不顯示各向異性，這點和非晶體相似，但是多晶體仍有確定的熔點。食鹽晶體是由鈉離子和氯離子組成的，它們等距離、交錯地排列在三組相互垂直的平行線上，因而食鹽小顆粒具有正立方體的外形。2、晶體中物質微粒的相互作用很強,具有空間上的周期性。晶體微粒的熱運動表現為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動，所以晶體的結構是比較牢固和穩定的。3、晶體的各向異性也是由晶體的內部結構決定的。4、有的物質能夠生成種類不同的幾種晶體，是因為它們的物質微粒能夠形成不同的晶體結構。例如，碳原子如果按圖3—6左邊圖那樣排列就成為石墨，按圖3—6右邊圖那樣排列就成為金剛石。圖3—6石墨是層狀結構，層與層之間距離較大，作用力較弱，沿著這個方向容易把石墨一層層地剝下，石墨的層狀結構決定了它的質地松軟，可以用來制作粉狀潤滑劑，也可以用來制作鉛筆心。金剛石中碳原子間