晶あきら体からだ

晶あきら体からだ是これ原子げんし、离子或ある分子ぶんし按照一定いってい的てき周期しゅうき性せい，在ざい结晶过程中ちゅう，在ざい空そら间排列はいれつ形成けいせい具有ぐゆう一定いってい规则的てき几何外形がいけい的てき固体こたい。

晶あきら体からだ的てき分布ぶんぷ非常ひじょう广泛，自然しぜん界かい的てき固体こたい物もの质中，绝大多数たすう是ぜ晶あきら体たい。气体、液体えきたい和わ非ひ晶あきら物ぶつ质在ざい一定的合适条件下也可以转变成晶体。

晶あきら体内たいない部ぶ原子げんし或ある分子ぶんし排列はいれつ的てき三さん维空间周期しゅうき性せい结构，是ぜ晶あきら体からだ最さい基本きほん的てき、最さい本ほん质的特とく征せい，并使晶あきら体からだ具有ぐゆう下面かめん的てき通性つうせい：

均ひとし匀性，即そく晶あきら体内たいない部ぶ各かく处宏观性质相同どう；
各かく向こう异性，即そく晶あきら体たい中ちゅう不同ふどう的てき方かた向上こうじょう性せい质不同どう；
能のう自じ发形成けいせい多面体ためんたい外形がいけい；
有ゆう确定的てき、明あきら显的熔点；
有ゆう特定とくてい的てき对称性せい；
能のう对X射い线和わ电子束たば产生衍射效こう应等ひとし。

晶あきら体からだ结构和かず晶あきら体からだ学がく

在ざい16世せい纪后期き，晶あきら体からだ结构的てき最初さいしょ理り论之一いち有ゆう所しょ进展，当とう时利り巴ともえ威たけし斯提出ていしゅつ研究けんきゅう矿物盐的晶あきら粒つぶ形状けいじょう可か认定这些物ぶつ质。1669年ねん，斯蒂诺观察到同どう一物质的两个晶体的对应角永远相同。约在一いち世せい纪之后きさき，阿おもね维发现冰洲しゅう石せき碎裂成なり片へん，虽大小しょう不同ふどう，却具同一どういつ形状けいじょう。他た猜想晶あきら体からだ的てき可能かのう最小さいしょう的てき碎片さいへん就是这个样子的てき，并进一步提出全部晶体都是相同的碎片或砌块构成的。现在把わ这种砌みぎり块称为原はら胞（单元晶あきら胞）。现在知道ともみち这些晶あきら体からだ不ふ是ぜ微小びしょう固体こたい砌みぎり块，而是原子げんし和わ分子ぶんし的てき几何学がく排列はいれつ。其具体ぐたい形式けいしき用よう晶あきら格かく表おもて征せい。

晶あきら体からだ的てき性せい质和原子げんし在ざい晶あきら格かく中ちゅう的てき排列はいれつ的てき对称性せい有ゆう关，按几何なん学がく意い义，一个图形在运动中看上去像不动似的，这个图形就是对称的てき。不同ふどう类别的てき对称是ぜ由よし物体ぶったい可能かのう在ざい运动中ちゅう保持ほじ形状けいじょう不ふ变的途と径みち来き定てい义的。反射はんしゃ对称或ある双そう向こう对称可能かのう是ぜ最さい熟じゅく悉的一いち种对称しょう。一个物体具有通过一个平面的反射对称，即そく对平面めん一いち边的任にん一いち点てん，在ざい平面へいめん的てき另一边的对应位置上有一个完全一样的点。换句话说，如果物体ぶったい的てき一半是另一半的镜像，这个物体ぶったい就是双そう向こう对称的てき。
平ひら移うつり对称性せい是ぜ晶あきら体からだ结构的てき基本きほん对称性せい。一个物体沿直线移动一段距离，看み上じょう去さ并无变化。这样的てき物体ぶったい有ゆう规则的てき反はん复重现的形象けいしょう。单个图形不可能ふかのう具有ぐゆう平ひら移うつり对称性せい。但ただし是ぜ规则的てき反はん复出现的形象けいしょう，例れい如砖墙，花はな纹地板ばん和かず晶あきら体からだ点てん阵具有ぐゆう平ひら移うつり对称性せい。点てん阵还能のう够具有ぐゆう其他对称性せい，但ただし它们成なり为点阵必须具备平移うつり对称性せい。当とう单元晶あきら胞具有ぐゆう其他对称性せい时，晶あきら胞在整せい个点阵中重じゅう复，具有ぐゆう放ひ大だい这些对称性せい的てき效果こうか，使つかい这些对称性せい显示在ざい肉眼にくがん可か见的晶あきら体たい上じょう。
转动的てき或ある径みち向むこう的てき对称是ぜ另一种重要的对称。一いち个正方形せいほうけい绕它的てき中心ちゅうしん转动90度ど后きさき看み上じょう去さ和わ未み转动一いち样，但ただし如转动120度ど，它的方位ほうい就变了りょう。它具有ぐゆう转动90度ど的てき径みち向こう对称，但ただし没ぼっ有ゆう转动120度ど的てき。正方形せいほうけい有ゆう对称的てき转动的てき四よん重じゅう轴（4×90度ど一いち360度ど），还有三さん重じゅう轴（体からだ对角线）（3×120度ど-360度ど）。海星かいせい有ゆう对称的てき五ご重じゅう轴。
晶あきら体からだ点てん阵絕ぜっ不可能ふかのう像ぞう海星かいせい那な样，具有ぐゆう五ご重じゅう对称轴，因いん为正せい五ご边形不可能ふかのう配はい合成ごうせい全ぜん方位ほうい都と平滑へいかつ的てき图形。因よし此，如果地ち板いた是ぜ用よう正五角形せいごかっけい瓷砖拼成，这个瓷砖地ち板いた必然ひつぜん有ゆう空隙くうげき。仅仅是ぜ具有ぐゆう一いち重じゅう、二に重じゅう、三重みえ、四よん重じゅう、六重转动对称的晶体能够有平移对称性。晶あきら体からだ对称性せい恰好かっこう有ゆう230个可能かのう的てき组合能のう够顺应三さん维点阵。可か将しょう它们分ぶん成なり七个晶体系统——立方りっぽう、四方しほう、正せい交、六方ろっぽう、三さん斜はす、单斜和かず菱形ひしがた。
氯化钠晶体たい属ぞく于的系けい统易于确定じょう，它有立方りっぽう单元晶あきら胞和わ立方りっぽう结晶。但ただし一些晶体不沿着单元晶胞的边面而沿着其他平面剖开。氟化钙的てき基本きほん单元是ぜ立方りっぽう的てき，但ただし它的矿石通常つうじょう裂きれ成なり八はち面体めんてい结晶。
1912年ねん，劳厄证明晶みょうしょう体たい衍射x射い线。原子はらこ有ゆう序じょ地ち排列はいれつ在ざい晶あきら体からだ结构中ちゅう，所しょ散ち射的しゃてきx射い线在某ぼう个方向上こうじょう互相加か强きょう。照あきら相しょう底そこ片へん置おけ于这些散射的しゃてきX射い线的途と径みち上じょう，将はた显示出で对每个晶体たい结构的てき不同ふどう的てき光点こうてん图像。这些图像揭示けいじ了りょう这个晶あきら体内たいない的てき原子げんし的てき排列はいれつ。更さら近ちか的てき年代ねんだい里さと，米べい勒发明あきら场离子こ显微镜以观察晶体たい。这个设备使し人じん们能够真正しんせい看み到いた晶あきら体からだ表面ひょうめん上じょう单个原子げんし的てき位置いち。

晶あきら体からだ的てき性せい质

金属きんぞく的てき电阻受到它接近せっきん晶あきら体からだ结构的てき完かん善ぜん程度ていど的てき影かげ响。当正とうせい离子处于规则点てん阵的一角いっかく时，电流中ちゅう的てき电子不ふ会かい因いん它们而发生せい散ち射しゃ。如果离子不在ふざい规则点てん阵的位置いち上じょう，电流中ちゅう的てき电子会かい发生散ち射い，不ふ规则的てき晶あきら体からだ如合金きん黄き铜和不ふ锈钢是ぜ相しょう对的不良ふりょう电子导体。而纯铜和纯银是ぜ远比它们为好的てき导体。

压电现象是これ直接ちょくせつ从晶体たい结构引起的てき。某ぼう些晶体たい在ざい受到压缩或ある拉ひしげ伸しん时就出で现电极化。相反あいはん地ち，在ざい电场的てき影かげ响下，它们会かい变形。这些压电晶あきら体用たいよう于一些收音机的耳机把电能转换为机械能，也用于电唱机的てき拾ひろえ声ごえ器き，将はた机つくえ械能转换为电能のう。

压电效こう应取决于缺かけ少しょう一いち种对称しょう——反はん演えんじ对称。图形的てき反はん演えんじ有ゆう点てん像ぞう它的镜中像ぞう把わ上下じょうげ颠倒。如果一いち个图形がた，例れい如一个立方体りっぽうたい，它和它的反はん演えんじ像ぞう看み上じょう去さ是ぜ一いち样的，这个图形就有反はん演えんじ对称。如果是ぜ四よん面体めんてい，看み上じょう去就きょしゅう不ふ一いち样了，这个图形就没有ゆう反はん演えんじ对称性せい。缺かけ少しょう反はん演えんじ对称性せい的てき晶あきら体からだ通常つうじょう能のう被ひ压缩，使つかい得とく原子げんし的てき正せい负电荷に的てき位い移うつり不ふ相等そうとう，就产生せい了りょう电场。

晶あきら体からだ种类

晶あきら体からだ的てき一些性质取决于将分子联结成固体的结合力（原子げんし之の间的吸引きゅういん力りょく）。这些力りょく通常つうじょう涉わたる及原子こ或ある分子ぶんし的てき最さい外そと层的电子（或ある称しょう价电子こ）的てき相互そうご作用さよう。如果结合力强ちからづよ，晶あきら体からだ有ゆう较高的てき熔点。如果结合力ごうりょく弱じゃく，晶あきら体からだ则有较低的てき熔点，也可能かのう较易弯曲和わ变形。如果它们很弱，晶あきら体たい只ただ能のう在ざい很低温度おんど下か形成けいせい，此时分子ぶんし可か利用りよう的てき能のう量りょう不ふ多た。

有數ゆうすう種しゅ主要しゅよう的てき化学かがく键，但ただし這些都と不ふ一定いってい是ぜ結晶けっしょう的てき或ある非ひ結晶けっしょう的てき。然しか而，有ゆう一些一般趨勢如下。金属きんぞく的てき原子げんし在ざい金属きんぞく键下しも变为离子，和かず被ひ自由じゆう的てき价电子こ所しょ包つつみ围。离子化合かごう物ぶつ由ゆかり正せい离子和わ负离子こ构成，靠もたれ不同ふどう电荷之の间的引力いんりょく（离子键）结合在ざい一いち起おこり。氯化钠是ぜ离子晶あきら体からだ的てき一いち例れい。共きょう价晶体たい的てき原子げんし或ある分子ぶんし以共きょう价键的てき形式けいしき共ども享とおる它们的てき价电子こ。钻石、锗和わ硅是ぜ重要じゅうよう的てき共きょう价晶体たい。这些价电子こ能のう够容易ようい地ち从一个原子运动到另一个原子。分子ぶんし晶あきら体からだ的てき分子ぶんし不ふ分ぶん享とおる电子。它们的てき结合是ぜ由よし于从分子ぶんし的てき一端到另一端电场有ゆう微小びしょう的てき范德华力。因よし为这个结合力ごうりょく很弱，这些晶あきら体からだ在ざい很低的てき温度おんど下か就熔化か。典型てんけい的てき分子ぶんし结晶如固态氧和わ冰。

金属きんぞく原子げんし释放一些电子在四周自由地运动。在ざい离子晶あきら体たい中ちゅう，电子从一个原子转移到另一个原子。共きょう价晶体たい的てき原子げんし分ぶん享とおる它们的てき价电子こ。分子ぶんし晶あきら体たい中ちゅう每まい个分子ぶんし的てき一端有少量的负电荷，另一端有少量的正电荷，一个弱的电引力使分子就位。

工こう业用单晶体たい

用もちい来らい制作せいさく工こう业用的てき晶あきら体からだ的てき技わざ术之一いち，是ぜ从溶液えき中ちゅう生なま长。種たね晶あきら可用かよう来らい促进单晶体たい的てき形成けいせい。在ざい这个工こう序じょ里さと，種しゅ晶あきら降くだ落到装そう有ゆう熔融ようゆう物ぶつ质的容器ようき中ちゅう。種たね晶あきら周しゅう围的熔液冷却れいきゃく，它的分子ぶんし就依附ふ在ざい種たね晶あきら上じょう。这些新しん的てき晶あきら体からだ分子ぶんし承うけたまわ接種せっしゅ晶あきら的てき取と向こう，形成けいせい了りょう一个大的单晶体。蓝宝石せき和わ红宝石せき的てき基本きほん成分せいぶん是ぜ氧化铝，它的熔点很高，因いん此很难制造づくり能のう盛装せいそう其熔液えき的てき容器ようき。人工じんこう合成ごうせい蓝宝石和いさわ红宝石せき是ぜ用よう维尔纳叶法ほう（焰熔法ほう）制せい成なり，即そく将はた氧化铝粉和わ少量しょうりょう上うえ色しょく用よう的てき钛、铁或ある铬粉こな，通つう过火焰下滴しずく到いた種たね晶あきら上じょう。火ひ焰将粉こ熔解，然しか后きさき在ざい種たね晶あきら上じょう重おも新しん结晶。

生なま产人造じんぞう钻石需要じゅよう高こう于1600℃的てき温度おんど和わ60000倍大ばいだい气压。人造じんぞう钻石顆粒かりゅう小しょう且黑，它们适宜工こう业应用よう。区域くいき熔化过程用よう来らい纯化半はん导体工こう业中的てき硅晶体たい：一个单晶体垂直悬挂在硅棒的顶端上，在ざい两者接触せっしょく处加热，棒ぼう的てき顶端熔化，并在单晶体たい上じょう重じゅう结晶，然しか后きさき将はた加か热处慢慢地ち沿棒下か移うつり。

晶あきら体からだ纯净度ど

纯净度ど主要しゅよう用よう来らい反映はんえい晶あきら体たい中ちゅう杂质含量的てき多寡たか；杂质越こし少しょう，工こう业产品ひん的てき净度值越高だか。

在ざい晶あきら体からだ材料ざいりょう中ちゅう，依よ杂质原子げんし的てき有ゆう无、杂质原子げんし掺入晶あきら体からだ的てき形式けいしき，晶あきら体からだ可分かぶん为：纯净晶あきら体からだ、含“间隙型がた杂质原子げんし”的てき晶あきら体からだ、含“置おけ换型杂质原子げんし”的てき晶あきら体たい。

晶あきら體からだ缺陷けっかん

完全かんぜん沒ぼつ有ゆう缺陷けっかん的てき晶あきら體からだ是ぜ不ふ存在そんざい的てき。某ぼう些缺陷けっかん是ぜ產さん生せい晶あきら體からだ許多きょた觀かん察到的てき晶あきら體からだ性質せいしつ的てき原因げんいん。控ひかえ制せい但ただし不ふ消けし除じょ某ぼう一缺陷是固體物理學的一項主要技術。

點てん缺陷けっかん

晶あきら格かく空位くうい：一個晶格格位上缺失了一個粒子（原子げんし，離はなれ子こ甚至分子ぶんし）。如果有ゆう其他的てき雜ざつ質しつ原子げんし或ある離はなれ子こ佔據了りょう這個空位くうい，就會形成けいせい了りょう替がえ代だい式しき雜ざつ質しつ。晶あきら體からだ的てき許多きょた光學こうがく性質せいしつ，例れい如著色しょく就由於這類るい缺陷けっかん。
間隙かんげき缺陷けっかん：晶あきら體からだ本身ほんみ的てき游ゆう離はなれ或ある雜ざつ質しつ離はなれ子こ（或ある原子げんし）也可能かのう佔據晶あきら格かく間あいだ的てき一いち個こ位置いち，形成けいせい間隙かんげき缺陷けっかん。
有ゆう時じ，晶あきら體たい中ちゅう的てき一いち個こ原子げんし或ある離はなれ子こ的てき價あたい電子でんし或ある多おお或ある少しょう於佔據よりどころ了りょう晶あきら格かく格かく位い的てき份額。如果有ゆう多た餘あまり電子でんし，這個缺陷けっかん簡單かんたん地ち稱しょう為ため電子でんし；如果失しつ去さ電子でんし，這個缺陷けっかん就稱為ため空そら穴あな。在ざい半導體はんどうたい設備せつび的てき運行うんこう中ちゅう，電子でんし和わ空そら穴あな起おこり了りょう重要じゅうよう作用さよう。
弗どる仑克尔缺陷けっかん：由よし一對晶格空位和間隙缺陷組成的缺陷對

線せん缺陷けっかん

刃は位い錯：由よし一個額外的原子平面部分地伸入晶體中產生的。它使晶あきら體からだ平面へいめん易えき於滑移うつり，弱化じゃっか了りょう晶あきら體たい。把わ雜ざつ質しつ引入金屬きんぞく的てき晶あきら體からだ點てん陣じん常つね能のう增加ぞうか金屬きんぞく的てき強度きょうど。雜ざつ質しつ原子げんし填はま滿了まんりょう位い錯周圍しゅうい的てき空隙くうげき，阻止そし了りょう位い錯的運動うんどう。
螺旋らせん位い錯：被ひ認みとめ為ため可用かよう來らい解釋かいしゃく晶あきら體からだ的てき生長せいちょう。晶あきら體たい中ちゅう一個平面上的一列原子和在其上的平面的原子相聯。這使晶あきら體からだ表面ひょうめん上じょう出現しゅつげん螺旋らせん花はな紋もん。理論りろん上うえ晶あきら體たい不能ふのう像ぞう實際じっさい情況じょうきょう下長しもなが得とく那な樣さま快かい，因よし為當ためとう長ちょう滿まん一いち個こ平面へいめん後ご，要よう起動きどう一いち個こ新しん平面へいめん是ぜ困難こんなん的てき。螺にし型がた位い錯的存在そんざい意味いみ著ちょ平面へいめん永遠えいえん不ふ會長かいちょう滿まん。
混合こんごう位い錯

屬性ぞくせい

晶あきら体からだ	粒子りゅうし	作用さよう力りょく	熔點	其他屬性ぞくせい	实例
離はなれ子こ晶あきら體からだ	阳離子こ和わ阴離子こ	静せい电引力りょく	高こう	硬かた而脆，熔融ようゆう时導電性どうでんせい很高	氯化钠、碳酸钙、氧化铝
分子ぶんし晶あきら體からだ	極性きょくせい分子ぶんし	色いろ散ち力ちから和わ取と向こう力ちから	低ひく	软，液えき态时不ふ导电或ある导电性せい极低	冰、干ひ冰
分子ぶんし晶あきら体からだ	非ひ极性分子ぶんし	色いろ散ち力ちから	低ひく	软	固かた态稀有けう气体、固かた态氧
原子はらこ晶あきら体からだ	原子げんし	共きょう价键	很高	硬度こうど高だか	金きむ刚石、晶あきら体からだ硅、石英せきえい
金属きんぞく晶あきら体からだ	金属きんぞく阳离子こ和わ自由じゆう电子	静せい电引力りょく	不定ふてい	金属きんぞく光こう泽，易えき导电、导热，延のべ展性てんせい佳けい	铁、铜、铝

参考さんこう文献ぶんけん

《康かん普ひろし顿百科か全ぜん书》自然しぜん科学かがく卷まき