性质一:自限性
在上一节中,我们看到了很多图片,人们最初认为是具有非常规则形态的水晶为晶体,但是实际上,除了水晶以外,很多矿物都能够自发的形成规则的形态,例如黄铁矿、绿柱石、萤石、尖晶石等等,所以能够形成规则的形态并不是水晶的专利,而是晶体共同的性质,我们将这一能够形成规则形态的性质称之为自限性。其完整的定义如下:
自限性是指晶体在适当条件下可以自发形成几个多面体外形的性质。
在这个概念中,我们需要强调一点:那就是晶体一定是在适当的条件下,才会形成规则的几何多面体,所以,当条件不适合的时候,晶体就无法形成规则的几个多面体的形态,因此有了三个名词,自形、半自形和它形(具体概念后面讲解),举两个简单的例子
(1)下图是玄武橄榄岩的显微照片,在这张照片中,我们发现视域中心的橄榄石形态是非常规整的——面平棱直,那么说明当时的环境较为适合橄榄石,能够形成规则的几何多面体的形态。但是我们可以看到其他矿物的形态则是不规则的,当时的环境是不适合他们的生长,因此不能像橄榄石一样,形成非常规则的几何多面体的形态。
(2)下图是一个玛瑙的横切面,很多朋友都会见到,仔细的观察你会发现一个非常明显的规律,在玛瑙原石的外侧,形成的颗粒是较粗的,逐渐向内则形成了水晶的晶洞,石英的颗粒是逐渐变粗的。在最外层由于温度降低相对较快,来不及结晶成颗粒较大,晶形完整的石英晶体,但是由于在玛瑙的内部,空间相对较大,温度降低相对较慢,足以为石英提供一个适合生长的环境,因此可以形成形态较为规则的石英晶体。
下图是一个晶体的示意图,每一个平面,我们称之为晶面,面与面相交为一条线,称之为晶棱,棱与棱相交为一个点,称之为角顶。晶面、晶棱、角顶分别与晶体格子构造中的面网、行列和结点相对应。
性质二:均一性
下图是一个晶体的结构示意图。由于晶体是具有格子构造的固体,而格子构造又是质点在三维空间内周期性的重复排列,所以对于晶体的各个部分来讲,质点的排列规律是相同的,所以对于晶体不同部位的性质(物理性质和化学性质)也都是相同的。下图中红框和绿框中,质点的排列规律是没有任何差异的,这就是晶体具有均一性最主要的原因。
性质三:异向性
从字面理解,那就是不同方向上的性质是不同的,看下图,同样是晶体内部结构的示意图,在不同方向上的质点进行连线,看下图,以AA’和DD’这两条线为例,在AA’这条线上两个质点之间的距离明显要小于DD’这条线上两个质点之间的距离,也就是说,质点在不同方向上的排列规则是不一样的,所以导致晶体在不同方向上的性质是不同的,这种性质我们称之为异向性。
异向性的例子很多:
(1)针状或柱状的矿物,在不同方向上晶体形成的比例是不同的,如果以晶体为中心,如果各个方向的长度都相同,那么晶体就只能是个球了,但是正是由于晶体具有异向性,才会导致晶体的规则形态中,没有“球形”的存在。
(2)多色性(双折射)
在后面我们讲到宝石光学性质的时候就会讲到这一点,晶体会发生双折射的现象,不同振动方向上的光折射率不同,对光的选择性吸收也不同,形成多色性。下图是红宝石在二色镜下观察到的多色性。
(3)差异硬度
结晶学中举到的例子是蓝晶石,AA方向上的硬度明显大于BB方向上的硬度,具有差异硬度的宝石也有很多,比如说钻石,下图中的实线方向的硬度小于虚线方向的硬度,这也正是只有钻石才能切磨钻石的道理。
(4)其他
实际上,只要与方向有关的性质,晶体上都会有异向性的表现,比如说光学性质(折射率、颜色、吸收光谱等)、力学性质(硬度、解理、裂理等)、电学性质(导电性)、热学性质(导热性)等都会存在异向性,在这里就不一一举例了。
性质四:对称型
结晶学中的对称与日常生活中我们所能够理解到的对称是有一定差异的,实际上,对称就是相同的部分有规律的重复即为对称,而晶体的对称又是研究晶体的基础,它是晶体分类的依据。
先从外形上看,下图中,左图是绿柱石原石的形态,有图是绿柱石理想的形态,无论怎样,上下左右都是对称的,这与我们通常认知的对称是相同的。
但是根据对称的定义,相同的部分有规律的重复就是对称,而晶体又是格子构造的固体,是质点在三维空间周期重复排列形成的固体,所以,格子构造本身就是符合对称的定义的,因此,所有的晶体都是对称的。下图为格子构造示意图。
需要强调的是,晶体的对称,不仅仅是体现在外形上,还会体现在晶体的物理化学性质上。
性质五:最小内能性
我们之前也讲到,非晶体会自发的向晶体转化,而且这种转化是一种放热反应,所以非晶体的内能一定是高于晶体的,在看看下图中这雾凇,相同的温度压力条件下,水汽会自发的凝结,所以,对于晶体来讲,相对于同种物质的非晶体、液体和气体来讲,它的内能是最小的。
性质六:稳定性
实际上晶体的稳定性与最小内能性是相辅相成的,内能小,其性质也自然是稳定的,它是最小内能性必然的结果。
好了,今天对晶体的六大性质讲解完毕,希望大家能够牢记晶体的性质,这是研究晶体的基础,如果有相关问题,欢迎私信、留言或者关注。我是艾昊,珠宝培训师,本人原创作品,转载请注明出处【艾昊讲珠宝】
能,晶体只是分子排列规则一些,破坏规则就可以变为非晶体。晶体和非晶体在适当的条件下可以互相转化.例如天然石英是晶体,熔融过的石英却是非晶体.把晶体硫加热熔化(温度超过300℃)再倒进冷水中,会变成柔软的非晶硫,再过一段时间又会转化为晶体硫.一种物质,可以是晶体,也可以是非晶体.非晶体的结构是不稳定的,在适当的条件下要向晶体转化 参考一下含义可能更清楚:【晶体】具有规则几何形状的固体。其内部结构中的原子、离子或分子都在空间呈有规则的三维重复排列而组成一定型式的晶格。这种排列称为晶体结构。晶体点阵是晶体粒子所在位置的点在空间的排列。相应地在外形上表现为一定形状的几何多面体,这是它的宏观特性。同一种晶体的外形不完全一样,但却有共同的特点。各相应晶面间的夹角恒定不变,这条规律称为晶面角守恒定律,它是晶体学中重要的定律之一,是鉴别各种矿石的依据。晶体的一个基本特性是各向异性,即在各个不同的方向上具有不同的物理性质,如力学性质(硬度、弹性模量等等)、热学性质(热膨胀系数、导热系数等等)、电学性质(介电常数、电阻率等等)光学性质(吸收系数、折射率等等)。例如,外力作用在云母的结晶薄片上,沿平行于薄片的平面很容易裂开,但在薄片上裂开则非易事。岩盐则容易裂成立方体。这种易于劈裂的平面称为解理面。在云母片上涂层薄石蜡,用烧热的钢针触云母片的反面,便会以接触点为中心,逐渐化成椭圆形,说明云母在不同方向上导热系数不同。晶体的热膨胀也具各向异性,如石墨加热时沿某些方向膨胀,沿另一些方向收缩。晶体的另一基本特点是有一定的熔点,不同的晶体有它不相同的熔点。且在熔解过程中温度保持不变。对晶体微观结构的认识是随生产和科学的发展而逐渐深入的。1860年就有人设想晶体是由原子规则排列而成的,1912年劳埃用X射线衍射现象证实这一假设。现在已能用电子显微镜对晶体内部结构进行观察和照相,更有力地证明假想的正确性。
【非晶体】指组成它的原子或离子不是作有规律排列的固态物质。如玻璃、松脂、沥青、橡胶、塑料、人造丝等都是非晶体。从本质上说,非晶体是粘滞性很大的液体。解理面的存在说明晶体在不同方向上具有不同的力学性质,非晶体破碎时因各向同性而没有解理面,例如,玻璃碎片的形状就是任意的。若在玻璃上涂一薄层石蜡,用烧热的钢针触及背面,则以触点为中心,将见到熔化的石蜡成圆形。这说明导热系数相同。非晶体没有固定的熔点,随着温度升高,物质首先变软,然后由稠逐渐变稀,成为流体。具有一定的熔点是一切晶体的宏观特性,也是晶体和非晶体的主要区别。
欢迎分享,转载请注明来源:优选云