晶體有三個(gè)特征：(1)晶體有整齊規(guī)則的幾何外形；(2)晶體有固定的熔點(diǎn)；(3)晶體有各向異性的特點(diǎn).
固態(tài)物質(zhì)有晶體與非晶態(tài)物質(zhì)(無定形固體)之分,而無定形固體不具有上述特點(diǎn).
組成晶體的結(jié)構(gòu)微粒(分子、原子、離子)在空間有規(guī)則地排列在一定的點(diǎn)上,這些點(diǎn)群有一定的幾何形狀,叫做晶格.排有結(jié)構(gòu)粒子的那些點(diǎn)叫做晶格的結(jié)點(diǎn).金剛石、石墨、食鹽的晶體模型,實(shí)際上是它們的晶格模型.
晶體按其結(jié)構(gòu)粒子和作用力的不同可分為四類：離子晶體、原子晶體、分子晶體和金屬晶體.
具有整齊規(guī)則的幾何外形、固定熔點(diǎn)和各向異性的固態(tài)物質(zhì),是物質(zhì)存在的一種基本形式.固態(tài)物質(zhì)是否為晶體,一般可由X射線衍射法予以鑒定.
晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的質(zhì)點(diǎn)(原子、離子、分子)有規(guī)則地在三維空間呈周期性重復(fù)排列,組成一定形式的晶格,外形上表現(xiàn)為一定形狀的幾何多面體.組成某種幾何多面體的平面稱為晶面,由于生長(zhǎng)的條件不同,晶體在外形上可能有些歪斜,但同種晶體晶面間夾角(晶面角)是一定的,稱為晶面角不變?cè)?
晶體按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為七大晶系和14種晶格類型.晶體都有一定的對(duì)稱性,有32種對(duì)稱元素系,對(duì)應(yīng)的對(duì)稱動(dòng)作群稱做晶體系點(diǎn)群.按照內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間作用力性質(zhì)不同,晶體可分為離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體等四大典型晶體,如食鹽、金剛石、干冰和各種金屬等.同一晶體也有單晶和多晶(或粉晶)的區(qū)別.在實(shí)際中還存在混合型晶體.
說到晶體,還得從結(jié)晶談起.大家知道,所有物質(zhì)都是由原子或分子構(gòu)成的.眾所周知,物質(zhì)有三種聚集形態(tài)：氣體、液體和固體.但是,你知道根據(jù)其內(nèi)部構(gòu)造特點(diǎn),固體又可分為幾類嗎?研究表明,固體可分為晶體、非晶體和準(zhǔn)晶體三大類.
晶體通常呈現(xiàn)規(guī)則的幾何形狀,就像有人特意加工出來的一樣.其內(nèi)部原子的排列十分規(guī)整嚴(yán)格,比士兵的方陣還要整齊得多.如果把晶體中任意一個(gè)原子沿某一方向平移一定距離,必能找到一個(gè)同樣的原子.而玻璃、珍珠、瀝青、塑料等非晶體,內(nèi)部原子的排列則是雜亂無章的.準(zhǔn)晶體是最近發(fā)現(xiàn)的一類新物質(zhì),其內(nèi)部排列既不同于晶體,也不同于非晶體.
究竟什么樣的物質(zhì)才能算作晶體呢?首先,除液晶外,晶體一般是固體形態(tài) .其次,組成物質(zhì)的原子、分子或離子具有規(guī)律、周期性的排列,這樣的物質(zhì)就是晶體.
但僅從外觀上,用肉眼很難區(qū)分晶體、非晶體與準(zhǔn)晶體.那么,如何才能快速鑒定出它們呢?一種最常用的技術(shù)是X光技術(shù).用X光對(duì)固體進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,你很快就會(huì)發(fā)現(xiàn),晶體和非晶體、準(zhǔn)晶體是截然不同的三類固體.
為了描述晶體的結(jié)構(gòu),我們把構(gòu)成晶體的原子當(dāng)成一個(gè)點(diǎn),再用假想的線段將這些代表原子的各點(diǎn)連接起來,就繪成了像圖中所表示的格架式空間結(jié)構(gòu).這種用來描述原子在晶體中排列的幾何空間格架,稱為晶格.由于晶體中原子的排列是有規(guī)律的,可以從晶格中拿出一個(gè)完全能夠表達(dá)晶格結(jié)構(gòu)的最小單元,這個(gè)最小單元就叫作晶胞.許多取向相同的晶胞組成晶粒,由取向不同的晶粒組成的物體,叫做多晶體,而單晶體內(nèi)所有的晶胞取向完全一致,常見的單晶如單晶硅、單晶石英.大家最常見到的一般是多晶體.
由于物質(zhì)內(nèi)部原子排列的明顯差異,導(dǎo)致了晶體與非晶體物理化學(xué)性質(zhì)的巨大差異.例如,晶體有固定的熔點(diǎn),當(dāng)溫度高到某一溫度便立即熔化；而玻璃及其它非晶體則沒有固定的熔點(diǎn),從軟化到熔化是一個(gè)較大的溫度范圍.
我們吃的鹽是氯化鈉的結(jié)晶,味精是谷氨酸鈉的結(jié)晶,冬天窗戶玻璃上的冰花和天上飄下的雪花,是水的結(jié)晶.我們可以這樣說：“熠熠閃光的不一定是晶體,樸實(shí)無華、不能閃光的未必就不是晶體”.不是嗎?每家廚房中常見的砂糖、堿是晶體,每個(gè)人身上的牙齒、骨骼是晶體,工業(yè)中的礦物巖石是晶體,日常見到的各種金屬及合金制品也屬晶體,就連地上的泥土砂石都是晶體.我們身邊的固體物質(zhì)中,除了常被我們誤以為是晶體的玻璃、松香、琥珀、珍珠等之外,幾乎都是非晶體.晶體離我們并不遙遠(yuǎn),它就在我們的日常生活中.