学习了《物态变化》,问及晶体和非晶体的区别,大家都会说,“晶体熔化过程中吸热、温度不变;非晶体熔化过程中吸热、温度不断升高。”
其实,这只是晶体和非晶体的特点之一,并不是晶体和非晶体的本质区别。
晶体
1、晶体和非晶体的本质区别,要从构成物质的微观结构来区分。
晶体:构成晶体的内部粒子可能是原子、离子或分子等,它们在空间按一定规律周期性重复排列,从而构成宏观的固体物质,就是晶体。如食盐、干冰、金刚石等;
非晶体:内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态,这样构成的宏观固体物质,就是非晶体。如:橡胶、玻璃、松香等。
松香
从外观看,晶体是具有规则的几何外形的固体,而非晶体则没有规则的几何外形。
加热晶体,温度达到晶体熔点时即开始熔化,在没有完全熔化之前,继续加热,温度不会升高,完全熔化后,温度才会升高,即晶体具有固定的熔点。
加热非晶体,温度达到一定程度后开始软化,流动性很强,最后变为液体,从软化到熔化,中间经过一段很长的温度范围,即非晶体没有固定的熔点。
冰的结构模型
2、为什么晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点?
晶体各处结构相同,当微观粒子热运动能量增加到能破坏某处的分子结构,其余各处的结构也会被破坏。熔化吸收的热量全部被用来破坏晶体的结构,增加粒子间的分子势能,此时认为分子平均动能不变化,故熔化过程晶体温度不变,固液共存。
非晶体由于没有固定的有规则的晶格结构,吸收的热量使分子动能和分子势能都增加了,所以温度会不断上升。宏观地看来,随着温度升高,物质首先变软,然后由稠逐渐变稀,成为流体。
冰雪熔化