第一集：什麼是晶體
什麼是晶體？晶體就是晶瑩閃亮的物體嗎？如果説下列物質中，只有一種是晶體，那麼在“玻璃、珍珠和冰雪”中，你選擇哪一個？如果答案是“冰雪”，你會奇怪嗎？
説到晶體，還得從結晶談起。大家知道，所有物質都是由原子或分子構成的。眾所週知，物質有三種聚集形態：氣體、液體和固體。但是，你知道根據其內部構造特點，固體又可分為幾類嗎？研究表明，固體可分為晶體、非晶體和準晶體三大類。
晶體通常呈現規則的幾何形狀，就像有人特意加工出來的一樣。其內部原子的排列十分規整嚴格，比士兵的方陣還要整齊得多。如果把晶體中任意一個原子沿某一方向平移一定距離，必能找到一個同樣的原子。而玻璃、珍珠、瀝青、塑料等非晶體，內部原子的排列則是雜亂無章的。準晶體是最近發現的一類新物質，其內部排列既不同於晶體，也不同於非晶體。
究竟什麼樣的物質才能算作晶體呢？首先，除液晶外，晶體一般是固體形態 。其次，組成物質的原子、分子或離子具有規律、週期性的排列，這樣的物質就是晶體。
但僅從外觀上，用肉眼很難區分晶體、非晶體與準晶體。那麼，如何才能快速鑒定出它們呢？一種最常用的技術是X光技術。用X光對固體進行結構分析，你很快就會發現，晶體和非晶體、準晶體是截然不同的三類固體。
為了描述晶體的結構，我們把構成晶體的原子當成一個點，再用假想的線段將這些代表原子的各點連接起來，就繪成了像圖中所表示的格架式空間結構。這種用來描述原子在晶體中排列的幾何空間格架，稱為晶格。由於晶體中原子的排列是有規律的，可以從晶格中拿出一個完全能夠表達晶格結構的最小單元，這個最小單元就叫作晶胞。許多取向相同的晶胞組成晶粒，由取向不同的晶粒組成的物體，叫做多晶體，而單晶體內所有的晶胞取向完全一致，常見的單晶如單晶硅、單晶石英。大家最常見到的一般是多晶體。
由於物質內部原子排列的明顯差異，導致了晶體與非晶體物理化學性質的巨大差異。例如，晶體有固定的熔點，當溫度高到某一溫度便立即熔化；而玻璃及其它非晶體則沒有固定的熔點，從軟化到熔化是一個較大的溫度範圍。
我們吃的鹽是氯化鈉的結晶，味精是谷氨酸鈉的結晶，冬天窗戶玻璃上的冰花和天上飄下的雪花，是水的結晶。我們可以這樣説：“熠熠閃光的不一定是晶體，樸實無華、不能閃光的未必就不是晶體”。不是嗎？每家廚房中常見的砂糖、鹼是晶體，每個人身上的牙齒、骨骼是晶體，工業中的礦物岩石是晶體，日常見到的各種金屬及合金製品也屬晶體，就連地上的泥土砂石都是晶體。我們身邊的固體物質中，除了常被我們誤以為是晶體的玻璃、松香、琥珀、珍珠等之外，幾乎都是晶體。晶體離我們並不遙遠，它就在我們的日常生活中。
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