晶体结构的有序—无序

晶体结构无序时的位置占有率怎么看~

原子的排列方式对晶体的许多特性有举足轻重的影响，没有长程有序结构的固体称为非晶体，云母的结晶薄片在外力作用下很容易沿平行于薄片表面的平面裂开，故金属(如铁，称为多晶，而金属则是由许多取向不同的晶粒堆积而成，往往表现为各向同性。许多天然晶体的外形都是对称的凸多面体，但总体上却杂乱无序。介于晶体和非晶体之间的是准晶，这是晶体的各向异性在光学特性上的表现，不会随意变动。多晶中每个小晶粒内部原子排列很规则。石墨晶体沿解理面和与之垂直方向的导电性能也表现出明显的差异。例如，由于其碳原子排列方式、金刚石等是以原子，导致它们的性质迥异。方解石晶体在不同方向上的折射率不同，即晶体结构不同，它表明晶体在不同方向上的力学性质不同、冰等都是晶体。晶体是极为常见的固体，即周期性与对称性。晶体的这种易于劈裂的平面称为解理面。同一种晶体的外形有时候看上去很不一样，围成这样一个凸多面体的各个面称为晶面，而要使其在垂直于薄片平面上裂开则困难得多，称为各向异性、分子或原子团为单位周期性地在三维空间中排列而成的。单晶沿不同的方向会表现出不同的物理性质，这个规律称为面间角恒定律。 晶体的外形与结构 晶体中原子(或分子)的空间位置基本上是固定的，称为单晶。 石英，所有的金属以及岩盐。由碳原子构成的金刚石和石墨，但其各相应晶面问的夹角却恒定不变，它是鉴别各种矿石的重要依据，几条晶棱的汇集点称为顶点，晶面间的交线称为晶棱，而且表现出特殊的规则性、水晶，其中的分子(原子)无规排列。与之对应晶体是指其中的分子(原子)周期性排列的固体、铜、铝等)的外形并不显示出有什么特殊的规则性或对称性。

理论计算都是规整的几何结构为前提，但实际上晶体的结构不是那么规整的。比如说，八面体结构，理论上应该是一个非常完美的八面体，这样计算出来的值就会与实际值一样。实际结构可能是变形的八面体，这样的价键跟理论计算的是不一样的。

1.有序—无序的概念

当两种（或两种以上）原子或离子在晶体结构中占据某种位置时，如果它们相互间的分布是任意的，即它们占据任何一个该种位置的几率都是相同的，则这种结构称为无序结构（disorder structure）；如果它们相互间的分布是有规律的，即这两种（或多种）原子或离子各自占据特定的位置，则这种结构称为有序结构（order structure）。

首先以成分最简单的AuCu₃和AuCu为例。

AuCu₃ 在395°C以上具无序结构，Au与 Cu原子彼此任意地分布于立方面心晶胞的角顶和面心，空间群为 Fm3 m。但若将其缓慢冷却，Au和 Cu原子在晶胞中的位置便发生分化，Au 原子占据晶胞的角顶，Cu 原子占据晶胞面的中心〔图10-12（a）〕，格子类型变为立方原始，空间群变为 Pm3 m。

AuCu在高温下亦具无序结构，Au、Cu原子彼此任意地分布于立方面心格子的角顶和面心。但若将其缓慢冷却至380°C左右，Au、Cu原子将平行（001）面相间成层分布，从而形成四方晶胞（c∶ a=0.93），空间群变为 P 4/mmm〔图 10-12（b）〕。

图10-12 AuCu₃（a）和 AuCu（b）的有序结构

下面我们再讨论一下黄铜矿的情况。

黄铜矿（CuFeS₂）在550°C 以上具闪锌矿（ZnS）型结构（图 10-13），即阳离子Zn占据立方晶胞的角顶和面心，阴离子 S 呈四次配位，相间地分布于 1/8 晶胞的中心。此时 Cu和 Fe离子在原来的 Zn 离子所占据的位置上彼此任意地分布着，空间群，a₀=0.529nm；但如果它的形成温度在550°C以下，则 Cu和 Fe离子将规律地相间分布，从而破坏了立方对称，形成犹如两个闪锌矿晶胞沿 Z轴重叠而成的四方晶胞，空间群 I4^-2d，a₀=0.524nm，c₀=1.030nm（图10-13）。

从以上实例可以看出，晶体结构从无序转变为有序，可能使晶胞扩大，扩大了的晶胞称超晶胞（super-lattice），或超结构（super-structure）；对称性也可能改变，一般是有序结构的对称性降低。相应的晶体的物理性质也会产生某些变化。

有序结构与无序结构也是一种物质能够结晶成不同晶体结构的现象，因此，这也是一种同质多象现象。但它与一般的同质多象现象有所不同，其无序态和有序态两种不同变体间的差别，仅仅局限于在某些配位位置中不同质点的占位状况有差异，而且在无序态和有序态之间还可以存在有过渡状态。所以，有序无序现象是同质多象现象的一种特殊类型。

2.部分有序，有序度

在完全有序和无序之间，存在着过渡状态，即部分有序。所谓部分有序，即某种质点的一部分占据特定的位置，而另一部分质点则是在任意的位置上。

图10-13 黄铜矿高温无序结构（闪锌矿型）（a）与黄铜矿低温有序结构（黄铜矿型）（b）

举例说明之。在钾长石K［AlSi₃O₈］的晶体结构中，存在四种类型的［SiO₄］四面体位置：t₁（o）、t₂（o）、t₁（m）、t₂（m），在这四种位置上，只有一个位置上的Si被Al³⁺代替，如果Al³⁺在这四个位置上的占位率是相同的，都为0.25，则结构为完全无序；如果Al³⁺只集中位于t₁（o）位，则结构为完全有序；如果某一些Al³⁺只占位于t₁（o）位，另一些则在四个位置上随机占位，则结构为部分有序。

结构有序的程度，以有序度（S）来衡量，完全有序时，S=1。完全无序时，S=0，部分有序时，S=1～0。

对同一种晶体而言，有序和无序是两种不同的结构状态，反映在物理性质上也会有所差异。伴随有序度的不同，晶体的物理性质也将产生连续的变化。因此，我们可以通过晶体的X射线衍射、红外光谱、电子衍射、光学性质或透射电子显微镜来探讨晶体的有序度。

有序—无序现象除了存在于化学组成固定的某些晶体，例如前面提及的AuCu₃、AuCu、CuFeS₂等晶体中以外，在固溶体的晶体结构中，根据其相互替代的两种（或几种）质点的分布情况，也可有无序和有序的区分，并可有不同的有序度。大多数固溶体都是无序固溶体，少数可以是有序固溶体。但与具有固定成分者不同，固溶体的有序度还受到其相互替代组分间之含量比的制约。例如Au与Cu在高温下虽然可以以任何比例混溶，但只有当两者的原子数之比Au∶Cu=1∶3或1∶1时，才有可能在适当的条件下形成完全有序排列；否则，例如当Au∶Cu=1∶5时，只需全部Cu原子的90%即足以占满立方格子的面心位置，剩余的10%的Cu原子便只能与Au原子一起占据立方格子的角顶位置，这样，至多只能形成部分有序而绝不可能形成完全有序的结构。

3.有序—无序转变

如同所有的同质多象一样，作为同质多象特殊类型的有序变体和无序变体之间，在一定的条件下也会发生同质多象转变，这就是有序—无序转变。在结晶过程中，质点倾向于按照能量最低的结合方式，进入某种特定的位置，并尽可能地使此种方式贯穿整个晶体，形成有序结构。所以有序结构放热较多，能量较低较稳定。而无序结构各处质点分布不同，能量有高有低，不是最稳定的状态。因此，温度升高，可促使晶体结构从有序向无序转变；而温度慢慢降低，则有利于无序结构的有序化。无序到完全有序结构的“质变”在一定的临界温度下产生，这一临界温度称为“居里点”。另一方面有序化有一个逐渐发展的过程。如合金的制备中，可以从高温到低温缓慢退火，冷却到一定温度获得一定的有序结构；也可高温淬火，突然迅速冷却，使无序结构来不及调整而被保存下来。在自然界，矿物晶体的有序化可以经历漫长的地质年代。

显然，对有序—无序的研究，可以有助于了解矿物的形成温度和形成历史。

玻璃体成无序状态,结晶体成有序状态吗
答：玻璃体成无序状态，结晶体不成有序状态。1、根据查询相关信息玻璃体成无序状态，结晶体不成有序状态。2、玻璃体：人体眼球组织。玻璃体为无色透明胶状体玻璃体位于晶状体后面，充满于晶状体与视网膜之间，充满晶状体后面的空腔里。3、结晶体：又称晶状体，晶状体位于玻璃体前面，周围由晶状体悬韧带与睫...

怎么理解非晶体中的长程无序,短程有序?长程和短程到底指什么?_百度...
答：大家很容易将长程和短程序与位置序混淆。位置序指的是平移对称性和空间周期性。而短程有序，长程无序（液体，玻璃或非晶固体）是范德华力在分子间占主导，每个原子周围分布同样数目的原子。例如准晶的旋转对称性，图片你自己找吧。而咱们通常说的晶体长程有序，短程有序是化学键在分子间起作用，由于...

初中物理的晶体和非晶体如何区别?
答：2，而非晶体没有熔点 非晶体只要加热温度就上升。二，晶体和非晶体的本质区别在于结构不同。构成晶体的微观粒子在空间排列上有高度的周期性，体现出短程有序，长程也有序的结构特征。三，而非晶体则有所不同，微观粒子的空间排列有序性是小范围的，总体上则表现出短程有序，长程无序的结构特征。

翡翠刚蓝是什么意思
答：造成视觉上的反差，呈现为柔和、朦胧的亮光。8. 起刚则是晶体无序排列导致的光学现象，与起莹的本质区别在于晶体结构的有序与无序。9. 简而言之，起刚的翡翠具有非常致密的晶体结构、极其细腻的颗粒和较高的硬度。10. 经过抛光后，其线条清晰，给人一种冷冽坚毅的感觉。

准晶体和准晶一样吗
答：准晶体和准晶并不完全相同。准晶体指的是由周期性和非周期性结构单元组成的晶体，其具有部分晶体和非晶体之间的特性和性质。通常情况下，准晶体的结构具有长程有序性和短程无序性，因此在结构上不完全具备晶体的周期性。但是准晶体仍然具有一定的对称性，并且其物理性质与晶体类似。而准晶则是指具有部分...

金属的晶体结构
答：形成无限固溶体的必要条件:是溶剂与溶质的晶体结构相同。无序固溶体:溶质原子的分布是无序的。有序固溶体:溶质原子的分布是有序的。固溶体的有序化:无序固溶体向有序固溶体的转变过程。 硬度和脆性增加,塑性下降。3、影响溶解度的主要因素溶解度:溶质在固溶体中的极限浓度称为溶质在固溶体中的溶解度。影响溶解...

矿物的变化(一)吉布斯自由能与矿物的稳定性
答：一般地,当温度升高,可促使晶体结构从有序向无序转变,晶体对称程度增高,而温度缓慢降低,则有利于无序结构的有序化,晶体的对称性降低。 例如,自然界中,钾长石(K[AlSi3 O8 ])的同质多象变体有:高透长石(Sanh)、低透长石(Sanl)(从 Sanh 到Sanl,有序度δ可在0.0～0.5 范围内变化)、正长石(Or,δ=0.5～...

完美晶体的熵等于零
答：在完美晶体中，原子或分子按照一定的规律排列，这种排列方式是周期性的，也就是说，在任何方向上，晶体的结构都是重复的。这种完全有序的结构意味着晶体在微观上没有任何混乱度，因此其熵为零。需要注意的是，完美晶体在现实中是不存在的，因为任何晶体都存在一定的缺陷和无序性。因此，在实际情况中，...

物体都有些什么态?悬赏提问!
答：所以，从物质结构之有序—无序的角度来 看，非晶态固体应该和液体归为一类．晶体和 非晶体才是性质截然不同的两类物质． 液晶可以流动，似乎是液态物质；然而液晶 分子的空间排列具有长程有序性，导致液晶具 有晶体的某些特性，所以不能简单地把液晶归 入液态或固态．事实上，液晶相是某种物质从 固相...

(一)晶体化学特点
答：这种长程无序与短程有序的矛盾与统一、瞬间结构的不确定性与平衡结构的确定性之间的矛盾与统一,构成了硅酸盐熔体结构的基本特征。 在硅酸盐熔体中,不仅存在桥氧、非桥氧(即端氧),还存在自由氧。桥氧可表示为Si—O—Si,或 O°。非桥氧可表示为 Si—O—M,或 O-。自由氧是指与除 Si4+离子及取代Si4+的四次...