宝石必须是单晶体的结构吗(宝石学基础晶体与非晶体)
宝石必须是单晶体的结构吗(宝石学基础晶体与非晶体)各向异性(异向性) 因为晶体是具有格子构造的固体,因此在同一晶体的不同部分,质点的分布是相同的,所以晶体的各个部分的物理化学性质也是相同的,这就是晶体的均一性。非晶质体与晶体情况相反,有些物质的内部质点不作规则排列,不具格子构造,因而没有规则的几何外形,这类物质就称为非晶质或非晶质体(上图右)。由于晶体具有格子构造,所以晶体的很多基本性质是宝石鉴定的基础。下面着重介绍一下晶体共同的基本性质。均一性
自然界中大多数宝石都是由晶体或非晶质体构成的。结晶学是一门涉及晶体结构、形态和性质的学科。它从本质上揭示了宝石的化学成分、结构、形态、物理化学性质及形成条件等之间的相互关系,是解决宝石学问题的重要理论基础。宝石是那些具有宝石特性的矿物或矿物集合体。宝石的化学成分和结构决定了宝石的种属和该宝石种可能出现的几何形态和物理化学性质。反之宝石学家通过对未知宝石形态和物理化学性质的研究和测试,可以推断其化学成分和结构,最终确定出宝石的种属。这就是宝石鉴定的基本原理。
晶体是指具有格子构造的固体
格子构造是指晶体的内部质点(原子、离子)作规律排列,而且这种排列可在三维空间作周期性重复(见下图左)。
晶体与非晶质体
非晶质体与晶体情况相反,有些物质的内部质点不作规则排列,不具格子构造,因而没有规则的几何外形,这类物质就称为非晶质或非晶质体(上图右)。
由于晶体具有格子构造,所以晶体的很多基本性质是宝石鉴定的基础。下面着重介绍一下晶体共同的基本性质。
均一性
因为晶体是具有格子构造的固体,因此在同一晶体的不同部分,质点的分布是相同的,所以晶体的各个部分的物理化学性质也是相同的,这就是晶体的均一性。
各向异性(异向性)
在晶体格子构造中,除对称原因外,往往不同方向上质点的排列是不一样的,因此晶体的性质也会随方向的不同而有所差异,这就是晶体的各向异性。如不同方向上硬度和解理的差异等都是晶体异向性的表现。
对称性
晶体具有格子构造本身就是对称的表现,从外部形态来看,晶体的晶面、晶棱和角顶在晶体的不同方向和部位有规律地重复出观便是晶体对称的直观体观。
最小内能
指在相同的热力学条件下,晶体与同种成分物质的非晶质体、液体、气体相比较,其内能最小。实验证明,物体由非晶质体、液体、气体向晶体转化时,都有热的析出,这就说明晶体的内能最小。
稳定性
由于晶体具有最小内能,因而结晶状态是一种相对稳定的状态,这就是晶体的稳定性。
晶体可分为单晶体和多晶体。大部分宝石矿物是单晶体,比如钻石、蓝宝石、祖母绿、海蓝宝石和紫晶等。也有部分宝石是多晶体,即玉石,它们是由许多细小同种或不同种晶体构成的集合体,如翡翠、和田玉。
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