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大自然的杰作

2016-11-02戚鸣郭颖

知识就是力量 2016年8期

戚鸣+郭颖

说到晶体,其实我们并不陌生,生活中常见的水晶、食盐、蔗糖、雪花、维生素C都是晶体。有的晶体较大,肉眼可见;有的则较小,要在放大镜或显微镜下才能看见。在我们的科学课本中,就指导大家用显微镜观察过食盐、蔗糖、碱面、味精四种晶体的颗粒形状。我们会发现,这四种晶体颗粒的形状各不相同,但同种物质的颗粒都有大致相同而且规则的几何形状。所以,在有些人的印象里,仿佛晶体就是像水晶、食盐一样晶莹剔透、质地纯净的固体。其实不然,自然界中的矿物晶体是色彩斑斓的,外观更是多种多样。而且天然的矿物,绝大多数都是以晶体状呈现的。

那么,为什么晶体会有这样的外形呢?它们众多的特性因何而来?随着研究的深入,越来越多晶体的秘密被人们发现。就请跟随笔者一起来探索矿物晶体的奇妙世界吧!

什么样的固体我们称其为晶体呢?

晶体的结构有其特殊性,其内部质点在三维空间内会呈周期性重复排列,这种固体,我们就称之为晶体。反之,如果物质内部质点在三维空间不成周期性重复排列的话,我们则称之为“非晶体”。

举个简单的例子,水晶和玻璃的化学成分都是SiO2,通过对两种物质内部结构的观察发现,作为晶体的水晶,其内部具有规则的格子构造,而作为非晶体的玻璃,其内部的结构排列则杂乱无章。这就决定了水晶具有晶体的特殊性:一是有一定的几何外形;二是有固定的熔点;三是有各向异性的特点。……

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