件进行晶体生长,利用强磁场、强冲击波、超高压、超高真空以及强制冷等手段制备特殊性能的新材料。
晶体的微观结构 1.晶体微观结构的特点
(1)组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子),依照一定的规律在空间中整齐地排列。
(2)晶体中物质微粒的相互作用很强,微粒的热运动不足以克服它们的相互作用力而远离。
(3)微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动。
2.晶体特性的微观结构解释
(1)各向异性:
如图所示,这是在一个平面上晶体物质微粒的排列情况。从图中可以看出,在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上,物质微粒的数目不同。直线AB上物质微粒较多,直线AD上较少,直线AC上更少。正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起晶体在不同方向上物理性质的不同。
(2)晶体有确定的熔点:
①晶体的温度升高时,组成晶体的微粒运动加剧,当热运动达到足以破坏其空间排列的规律性时,晶体开始熔化,要破坏微粒空间排列的规律性就需要克服微粒的强大作用力做功,因为在晶体尚未全部熔化之前,吸收的热量全部用来破坏其空间排列的规律性,所以晶体熔化时有确定的熔点,虽然在熔化过程中不断地吸收热量,但吸收的热量全部用来破坏规则的排列,因此温度并不发生变化,当晶体全部熔化后所吸收热量、温度,将由熔点继续升高。
②晶体熔化时内能增大。晶体熔化时温度保持不变,分子的平均动能不变,晶体熔化过程中吸收的热量使分子间的距离增大,全部用来增加分子的势能,因为物体的内能是所有分子动能和分子势能的总和,所以晶体熔化时内能增大。
(3)同一种物质可生成不同的晶体:
这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构,例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石,二者在物理性质上有很大不同。白磷和红磷的化学成分相同,但白磷具有立方体结构,而红磷具有与石墨一样的层状结构。
(1)晶体的微观结构模型并不代表晶体结构的真实情况,它只是组成晶体的物质微粒