结晶学基础：晶体和非晶体

1.什么是晶体和非晶体

引言

自然界中的宝石可大多都是晶体或由晶体构成的呢~

结晶矿物学：一门研究晶体的成分、结构、形态和性质的学科。宝石的化学成分和结构决定了宝石的种属以及该宝石种可能出现的几何形态和物理化学性质。

那么我们就可以通过对未知宝石形态和物理化学性质的研究和测试，推断其化学成分和结构，最终确定出宝石的种属啦~这就正是宝石鉴定的基本原理噢~

一提到晶体，首先蹦入大家脑海的应该会是那些亮晶晶、透明、完整、干净、表面光滑的物体吧?但仅仅只是这样吗?晶体究竟该怎么定义呢?它的内部本质特征??基本性质???

最早人们是把具有规则几何多面体形态的水晶称为晶体。

但是后来陆续发现其他不少矿物也能自发长成规则几何多面体形态，如赤铁矿、方解石等等。

赤铁矿

它们不一定透明、完整、干净，而且有些晶体并不发育成几何多面体，如岩石中的晶体小颗粒。所以说晶体能够发育成几何多面体外形，仅仅是晶体内部本质的一种外在表现形式，那么晶体的内部本质又是什么呢? 1895年德国物理学家伦琴发现X射线

1912年德国物理学家__次用X射线在实验上证明了晶体的根本特性-----晶体内部质点在三维空间周期性的重复排列

我们把这种质点(组成晶体的原子、离子)在三维空间周期性的重复排列称作格子构造。

通俗来说，就像拿砖头(质点)按照一定规律堆砌成房子(规则形态)一样~

晶体本质内部质点在三维空间周期性的重复排列 ↓外在表现为规则的几何多面体形态(一般情况下)

由于晶体的本质是具有格子构造，这就决定了晶体有以下共同的基本性质： ☑自限性 在适当的条件下可以自发地形成几何多面体的性质。 ☑均一性 在同一晶体的不同部分，质点的分布是相同的，所以晶体的各个部分的物理化学性质也是相同的。 ☑各向异性(异向性) 在晶体格子构造中，除对称原因外，往往不同方向上质点的排列是不一样的，因此晶体的性质也会随方向的不同而有所差异，如不同方向上硬度和解理的差异等都是晶体异向性的表现。☑对称性 晶体具有格子构造本身就是对称的表现，从外部形态来看，晶体的晶面、晶棱和角顶在晶体的不同方向和部位有规律地重复出观便是晶体对称的直观体观。☑ 最小内能 指在相同的热力学条件下，晶体与同种成分物质的非晶质体、液体、气体相比较，其内能最小。☑ 稳定性 由于晶体具有最小内能，因而结晶状态是一种相对稳定的状态，这就是晶体的稳定性。

均一性?各向异性?怎么看着...有点矛盾?

均一性是指晶体整体内部质点的周期性重复排列而形成的宏观意义上的各部分性质相同，如水晶各个部位的相对密度、膨胀系数、热导率都相同。

各向异性则是质点在不同方向排列的变化而导致的晶体性质随方向的变化，如蓝晶石--平行晶体延长方向可用小刀划动，垂直晶体延长方向小刀不能滑动。

晶体分类：晶体可分为单晶体和多晶集合体：绝大部分宝石矿物是单晶体，比如钻石、蓝宝石、祖母绿、海蓝宝石和紫晶等;也有部分宝石是多晶体，即所说的玉石，它们是由许多细小的同种或不同种晶体构成的集合体。

多晶体又根据构成集合体矿物颗粒的大小，可将其分为显晶质和隐晶质： 显晶质是指直接用肉眼或借助普通10倍放大镜就可辨认出其中的单个矿物晶体颗粒的集合体，如结构比较粗松的翡翠和石英岩等。 隐晶质是指用肉眼或借助普通10倍放大镜不能观察和分辨出单个矿物颗粒的集合体。

PS : 对矿物集合体来说，虽然构成集合体的每个晶体颗粒其内部质点做有序排列，但其集合体往往不能表现出规则的几何外形，而多呈块状。

非晶体与晶体情况相反，有些物质的内部质点不作规则排列，不具格子构造，因而没有规则的几何外形，这类物质就称为非晶质或非晶质体。从内部结构的角度来看，非晶质体中的质点分布类似于液体。

这类宝石材料包括火山玻璃、蛋白石和琥珀等

内部质点不作规则排列，自然无法形成外部的规则形态~

可知，非晶质体不具有晶体所具有的自限性、各向异性、对称性、最小内能和稳定性等基本性质。