為什麼同種物質可以以晶體或者非晶體形式存在?

時間 2021-06-03 09:22:35

1樓:Acid

眾所周知,冰是水在低溫下自然結晶形成的固體。但是如果將一杯水迅速放到接近絕對零度的環境中,水還會結冰嗎?不會。

事實上,儘管結冰是低溫下的產物,但是同樣也是「分子熱運動」的結果,因為分子需要重新排列組成新的存在形式。然而在極低溫度下,分子熱運動幾乎被完全禁止,儘管整體上依然存在結冰的傾向,但因為此時幾乎不存在熱運動,導致分子被鎖死在當前結構下無法動彈,最終形成「非晶」結構,這就是典型的介穩態(meta-stable state)。

玻璃也是如此,Si-O鍵是非常強的共價鍵,所以原子的流動性很差,故而二氧化矽具有很高的熔點,在溫度降低時原子就會在區域性「凝固」,失去流動性,因此即使水晶態更穩定,玻璃因為失去了流動性也無法進行原子重組變成水晶。

至於接近絕對零度的非晶態水是水嗎?是冰嗎?這反而比較像是乙個定義問題了,即什麼樣的變化還算是「同種物質」,什麼樣的變化算是「不同物質」,這就是仁者見仁智者見智的了

2樓:飛鳥

首先糾正一下呀,常見的玻璃成分是矽酸鹽。我小時候也以未玻璃是二氧化矽,很巧,不過這與題目回答無關。

關於「為什麼同種物質可以以晶體或者非晶體形式存在?」

這與它本身的形成條件有關。

簡單總結,可以概括為:與從液態的同種物質開始冷卻時的冷卻速度有關。幾乎所有物質,冷卻速度越快,越容易形成非晶,因為各個原子來不及走到穩定的位置上,熱所提供的運動能力就不足了。

基於這一點,之前提到的玻璃,也並不是以成分來區分的,而是根據其有沒有玻璃化轉變現象來區分的。因為很多材料,包括金屬,只要降溫速度足夠,如用甩帶機,也可以製備成玻璃。從表徵的手法來說,XRD+TG來看其結構,以及是否有玻璃轉變溫度Tg,就可初步判斷材料是否是玻璃,當然這與題目無關。

有意思的是,即使是冷卻速度足夠慢時,形成的晶體,也可能因為環境條件不同,如壓強,而發生變化。你所說的二氧化矽,就會因為環境條件,而形成不同結構的晶體。

所以最後總結一下,同種物質可以形成不同結構(包括不同結構的晶體、非晶體),是因為其從液體降溫時的形成條件不同。

以上,祝好。材料專業還是挺有意思的。

為什麼要保護非物質文化遺產?

小犬者 先從非遺的概念理解來說。不搬法條的定義,而是從我乙個小白的角度認為,非物質文化遺產,首先是遺產,遺產是說明了它具有承續力,由歷史時期傳承凝練下來,在歷經時代的蹉跎承續下,是民族文化的精髓。其次它的內涵是非物質的,但載體卻離不開物質。為何這麼說呢?因為物質實體繼承下來,是文物是物質文化遺產,但...

為什麼一些晶體可以生長在岩石裡?

醉臥丶四個零 岩體在地質作用下會產生一些細小的裂縫,然後孔徑水流過後,會把一些易溶於水的礦物質帶走 如鉀鹽 鈉鹽 剩下的就是一些不易溶入水的礦物 如方解石 石英 會從水裡析出,這些從水裡析出的礦物就沿著裂縫緩慢結晶,經歷了幾百萬年後就形成了如今我們看到的在岩石裂縫中的晶脈。有些沒有水的作用,岩石本身...

為什麼恐龍可以進化出不同種類?而人類卻不行?

除了恐龍分類級別高,還與進化時間和條件有關。恐龍在地球存在了將近兩億年,人類呢,大概不超過一百萬年。如果不同人類分別在不同的環境下,那是可以有不同的人。比方地球熱帶人和南極人不來往,再比方以後一部分人跑火星,不再來往,經過上百萬上千萬年,就會變成不同的樣子。聽說以後人的壽命長了,好好活著吧,爭取看看...