玻璃究竟是液体还是固体玻璃是晶体吗

玻璃由于具备透光性与反射性，而且容易上色，经常被运用于对光照与色彩有一定要求的场合，例如光学仪器与各种艺术装饰之中。现代技术给玻璃行业带来了新的生机与精力，同时也使玻璃的性能有了很大的提升。我们将简单介绍玻璃是晶体还是非晶体，是液体还是固体，说明晶体与非晶体的区别是什么。

一、玻璃究竟是液体还是固体

定义:熔融后冷却至固态未析晶的无定形物质玻璃:一种较为透明的固体物质,在熔融时形成连续网络结构,冷却过程中粘度逐渐加大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料.普通玻璃化学氧化物的组成(Na2O·CaO·6SiO2),主要成份是二氧化硅.广泛应用于建筑物,用来隔风透光,属于混合物.

从技术上说,玻璃兼有固体和液体的特性.不少人发现老教堂的的窗玻璃底部要比顶部厚,所以他们认为几百年来由于重力的原因在缓慢往下流动.实际上,更为让人信服的解释是,中世纪的玻璃制造流程是将大块原料熔化,摊平后在一个圆盘上旋压、切割,显然外围的玻璃板会更厚一些.而教堂装嵌玻璃时出于重力平衡的考虑,把重的一头安置在窗户底部,造成了几百年后人们的误解.固体和液体之间的主要区别在于是分子排列方式不同,液体中分子可以自由滑动,而固体则不能.玻璃分子的确是按照非晶体结构排列的,但是他们的位置被“套牢”,因而玻璃的外形不会改变.实验证明,玻璃能缓慢流动,但速度较慢,几千年的变化都可以忽略不计.这也是为什么大英自然博物馆里那些古代的玻璃器皿至今仍然保持良好的缘故.

二、玻璃是晶体吗

玻璃不是晶体

固态物质分为晶体和非晶体.从宏观上看,晶体都有自己独特的、呈对称性的形状,如食盐呈立方体;冰呈六角棱柱体;明矾呈八面体等.而非晶体的外形则是不规则的.晶体在不同的方向上有不同的物理性质,如机械强度、导热性、热膨胀、导电性等,称为各向异性.而非晶体的物理性质却表现为各向同性.晶体有固定的熔化温度—熔点(或凝固点),而非晶体则是随温度的升高逐渐由硬变软,而熔化.

晶体和非晶体所以含有不同的物理性质,主要是由于它的微观结构不同.组成晶体的微粒——原子是对称排列的,形成很规则的几何空间点阵.空间点阵排列成不同的形状,就在宏观上呈现为晶体不同的独特几何形状.组成点阵的各个原子之间,都相互作用着,它们的作用主要是静电力.对每一个原子来说,其他原子对它作用的总效果,使它们都处在势能较低的状态,因此很稳定,宏观上就表现为形状固定,且不易改变.晶体内部原子有规则的排列,引起了晶体各向不同的物理性质.例如原子的规则排列可以使晶体内部出现若干个晶面,立方体的食盐就有三组与其边面平行的平面.如果外力沿平行晶面的方向作用,则晶体就很容易滑动(变形),这种变形还不易恢复,称为晶体的范性.从这里可以看出沿晶面的方向,其弹性限度小,只要稍加力,就超出了其弹性限度,使其不能复原;而沿其他方向则弹性限度很大,能承受非常大的压力、拉力而仍满足虎克定律.当晶体吸收热量时,由于不同方向原子排列疏密不同,间距不同,吸收的热量多少也不同,于是表现为有不同的传热系数和膨胀系数.

非晶体的内部组成是原子无规则的均匀排列,没有一个方向比另一个方向特殊,如同液体内的分子排列一样,形不成空间点阵,故表现为各向同性.

当晶体从外界吸收热量时,其内部分子、原子的平均动能加大,温度也开始升高,但并不破坏其空间点阵,仍保带有规则排列.继续吸热达到一定的温度——熔点时,其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列,空间点阵也开始解体,于是晶体开始变成液体.在晶体从固体向液体的转化过程中,吸收的热量用来一部分一部分地破坏晶体的空间点阵,所以固液混合物的温度并不升高.当晶体完全熔化后,随着从外界吸收热量,温度又开始升高.而非晶体由于分子、原子的排列不规则,吸收热量后不需要破坏其空间点阵,只用来提高平均动能,所以当从外界吸收热量时,便由硬变软,之后变成液体.玻璃、松香、沥青和橡胶就是常见的非晶体.

多数的固体晶体属于多晶体(也叫复晶体),它是由单晶体组成的.这种组成方式是无规则的,每个单晶体的取向不同.虽然每个单晶体仍保持原来的特性,但多晶体除有固定的熔点外,其他宏观物理特性就不再存在.这是因为组成多晶体的单晶体仍保持着分子、原子有规则的排列,温度达不到熔解温度时不会破坏其空间点阵,故仍存在熔解温度.而其他方面的宏观性质,则因为多晶体是由大量单晶体无规则排列成的,单晶体各方向上的特性平均后,没有一个方向比另一个方向上更占优势,故成为各向同性.各种金属就属于多晶体.它们没有固定的独特形状,表现为各向同性.

三、有关概念3.1晶体

晶体（crystal）即是物质的质点（分子、原子、离子）在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质。从宏观上看，晶体都有自己独特的、呈对称性的形状，如食盐呈立方体；冰呈六角棱柱体；明矾呈八面体等。晶体在不同的方向上有不同的物理性质，如机械强度、导热性、热膨胀、导电性等，称为各向异性。晶体有固定的熔化温度—熔点（或凝固点）。晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。

3.2非晶体

非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形，如玻璃、松香、石蜡等。它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。它没有固定的熔点。所以有人把非晶体叫做“过冷液体”或“流动性很小的液体”。晶体有自范性，非晶体无自范性，它是一个正在发展中的新的研究领域，并得到迅速的发展。

3.3空间点阵

空间点阵是一种表示晶体内部质点排列规律的几何图形。空间点阵为组成晶体的粒子（原子、离子或分子）在三维空间中形成有规律的某种对称排列。如果我们用点来代表组成晶体的粒子，这些点的总体就称为空间点阵。点阵中的各个点，称为阵点。

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