晶体在结构上有哪些缺陷简答

三、晶体的基本性质

由于晶体都具有空间格子构造，因此晶体具有由空间格子规律所决定的基本性质。其内容如下：

（一）内能最小性

在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的气体、液体和非晶体相比较，其内能最小。所谓内能，主要指晶体内部质点的动能（质点在平衡位置上做无规则运动所需能量）和势能（质点间距离和排列方式所需能量）之总和。

晶体的动能主要与外界的热力学条件有关，温度越高，质点的热运动越剧烈，其动能则越大。无法直接比较物体间的动能。而势能则是组成晶体的质点作规律的格子状排列，它们相互间的引力与斥力完全达到了平衡状态的位置能。与其他物质质点排列相比较，其能量最低，即势能最小。因而导致晶体在同等热力学条件下内能最小。

（二）稳定性

晶体由于具有最小内能性，因而处于最稳定的状态。晶体的稳定性可从晶体与气体、液体中质点的运动状态和对物体体积的影响来分析比较。

在气体中，质点作直线状前进运动，质点间很少碰撞，质点尽可能占最大体积。在液体中，质点运动与质点位移同时进行，液体可以流动，其形态随容器形状而改变。在晶体中，质点仅在作平衡位置上的振动，质点被相互间的引力与斥力所固定，其体积固定无法移动，因而最稳定。

（三）均一性

在晶体中，由于质点作具有三维空间周期性排列的规律，因此晶体任何部分的质点分布是相同的，所以由结构决定的晶体的所有物理性质和化学性质都是相同的，这被称为晶体的结晶均一性。

但非晶体也具有均一性，如玻璃不同部分的导热性、热膨胀性和折光率等也是相同的。这是由于组成玻璃的质点在空间呈无序分布，导致其出现宏观统计的、平均近似的均一性，被称为统计均一性。这二者之间有着本质的区别。

（四）异向性

从上一节空间格子构造规律中可知，在晶体格子构造中，在不同方向上质点的种类和排列方式一般是不相同的，从而导致晶体的性质随方向不同而出现明显差异，这被称为晶体的异向性。

如图1－10所示，矿物蓝晶石，又被称为二硬石。随晶体生长方向不同，其硬度出现明显差别，平行晶体延伸方向的摩氏硬度为4.5～5；垂直晶体延伸方向的摩氏硬度为5.5～6.5。

图1－10　蓝晶石硬度随结晶方向而变化示意图
（引潘兆橹，1993）

非晶体一般具有等向性，其性质不随方向而变化。

（五）对称性

从上一节空间格子构造规律中可知，在晶体格子构造中，在某些方向上，质点的种类和排列方式是相同的，这导致晶体的性质在这些方向出现相同性，这被称为晶体的对称性。晶体的对称性不仅表现在形态上，如晶面、晶棱和角顶呈现重复有规律分布，而且在各项物理性质和化学性质也呈现重复有规律出现。

晶体的对称性是晶体最重要的一个性质，它是晶体研究和分类的基础。

（六）自限性

晶体的自限性，又称为晶体的自范性。指晶体在生长过程中，只要环境条件适宜，可自发地生长成规则几何多面体图形。晶体是几何图形，是由几何要素面、棱和角顶有机组合而成。

从上一节空间格子构造规律中可知，面网最终生长成晶面，晶面与晶面的交线则构成晶棱，是由面网交合的行列而构成。而角顶则是结点在晶体外形上的反映。

由于晶体在生长中服从其结晶生长规律，使一些面网、行列、结点保留下来相互间形成规则组合关系，另一些面网、行列、结点消失，从而使晶体几何形态规则。

晶体的这六个基本性质是晶体固有的特性，在晶体、矿物的鉴定、研究、应用中具有重要的作用和意义。