水晶

的基本单位固体

固体的基本单位原子或原子结合成分子。的电子一个原子进入轨道,形成了壳牌围绕原子核的结构。壳系统的订单填写,每个壳容纳只有少量的电子。不同的原子有不同数量的电子分布特性电子结构填满壳层和部分。一个原子的电子的安排决定其化学性质。固体的性质通常是可预测的属性组成原子和分子,原子的不同的壳结构因此负责多样性的固体。

所有的贝壳氩原子(Ar),例如,填充,导致球形原子形状。在固态氩原子排列的最亲密的包装这些领域。的铁原子(Fe),相比之下,有一个电子壳层这只是部分填满,让原子净磁矩。因此,晶体铁是一个磁铁。的共价键在两个碳(C)原子在自然界发现的最强的债券。这个强大的债券负责钻石最难的固体。

长- - -短程有序

坚实的水晶,如果有长期的订单。一旦一个原子的位置和其邻国是已知的,每个原子的位置很清楚整个晶体。大多数液体缺乏远程秩序,尽管许多短程有序。短程被定义为第一个——或者second-nearest邻居的一个原子。在许多液体first-neighbour原子排列在同一结构在相应的固体阶段。在许多原子的距离,然而,原子的位置变得不相关的。这些流体,比如水,短程有序但缺乏长期的订单。某些液体可能短程订单在一个方向上和远程订单在另一个方向;这些特殊的物质被称为液体晶体。固体晶体都短程秩序和远程秩序。

固体,但缺乏远程秩序被称为短程秩序非晶。几乎任何材料非晶通过从熔体快速凝固(熔融状态)。这种情况是不稳定的,固体结晶。如果结晶的时间尺度是几年,无定形状态稳定。眼镜是一种非晶态固体的例子。在水晶硅(Si)每个原子是四面体地连着四个邻国。在非晶硅(硅)短程秩序同样存在,但债券方向成为改变了在远离任何原子的距离。非晶硅是一种玻璃。准晶体是另一种类型的固体,缺乏长期的订单。

大多数固体材料在自然界发现的存在多晶而不是形式单晶。他们实际上是由数以百万计的谷物(小晶体)挤在一起填满所有的空间。每一个人粮食比邻国有不同的取向。虽然远程秩序存在于一粒,颗粒之间的边界,下令改变方向。一个典型的多晶铁或铜(铜)。单一的金属晶体是柔软的可塑的,而多晶金属的硬度和强度,更有用的工业。大多数多晶材料可以制成大单晶后延长热处理。在过去的铁匠将热一块金属使它的可塑性:热量使几粒大通过合并较小的增长。史密斯一家将弯曲软化金属成型然后磅一段时间;再次的冲击将使其多晶,增加其强度。

类别的晶体

晶体一般类别进行分类,如绝缘体、金属、半导体、和分子固体。绝缘体通常的单晶透明的,像一块玻璃。金属都是闪亮的,除非他们已经生锈了。半导体是有时亮有时透明但永远不会生锈。许多晶体可分为单一类型的固体,而其他人则中间的行为。硫化镉(CdS)可以在纯形式和准备是一个很好的绝缘体;当杂质被添加到硫化镉,它成为一个有趣的半导体。铋(Bi)似乎是一个金属,但可用于电传导电子的数量是类似于半导体。事实上,被称为半金属铋。分子固体通常是晶体形成的分子或聚合物。它们可以绝缘、半导体或金属,这取决于类型的分子晶体。连续不断的新分子合成,很多都是晶体。不同晶体的数量是巨大的。