晶体的内部结构

晶体的内部结构

晶体的X射线衍射研究表明，晶体的特性是由晶体结构的周期性决定的。晶体结构的周期性是指一切晶体无论其外形如何，它的内部粒子总是呈规则排列并贯穿于整个晶体。也就是说，粒子按一定方式在空间做周期性重复性排列，这是晶体最基本的结构特性。晶体与非晶体性质上的差异是内部结构的反映。组成晶体的粒子是规则有序排列的并贯穿于整个晶体；而非晶体，其粒子只在几个原子间距的短距离内处于有序状态，在更大的距离范围就混乱而不规则了。所以非晶体是粒子排列“短程有序，长程无序”的状态。

为了便于讨论和描述晶体内部粒子排列的周期性，人们把晶体中微粒抽象成一个几何点，找出其周期性重复的方式，然后再把具体的原子、分子或离子安放上去，就得到了晶体的结构。

这些几何点三维空间的规则排列就构成了点阵（也称为晶格）。点阵能形象而充分地反映晶体的结构特征。晶体与非晶体区别就是由点阵结构所决定的。在不同类型的晶体中，粒子在空间排列的规律性可能不同，但对特定的晶体，粒子空间排列的规律性，即其点阵结构是确定不变的。因此同种晶体都有其整齐而规则的几何外形。

在晶体中结点上的粒子通过化学键或分子间力相互结合，在一定条件下晶格结点上粒子的位置固定，相互作用力的类型和大小固定，因此破坏晶格所需要的能量也是一个定值，这就是晶体都有固定熔点的原因。

晶体内部粒子在相同方向上按确定的规律规则地周期性排列，而在不同方向上粒子排列的方式往往有所不同，因而造成晶体的各向异性。

在晶体内能表现其结构特征的基本单位称为晶胞。晶胞在空间连接并无限重复就形成了形状各异、特性不同的晶体。因此晶体的性质就由晶胞的大小、形状和内容（粒子的性质、数目和分布）所决定。