?【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。

第六章固體的性質(zhì)

【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤，如今是不允許的，力是不能使用公斤為單位的。】

§6-2晶體的空間點陣

【01】怎樣來說明晶體和非晶體之間性質(zhì)上的區(qū)別呢？在十九世紀(jì)中葉，人們根據(jù)晶體有規(guī)則的外形這一事實，提出了一種假說，認(rèn)為晶體是由物質(zhì)微粒有規(guī)則地排列而形成的。1912年以后，應(yīng)用倫琴射線對晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的結(jié)果證明這種假說是正確的。

【02】組成晶體的微粒（分子、原子或離子），依照一定的規(guī)律在空間彼此相隔一定的距離，排成整齊的行列，這種有規(guī)則的行列叫做晶體的空間點陣。如果用直線將這些物質(zhì)微粒連結(jié)起來，就能夠得到若干組彼此相交的平行線，物質(zhì)微粒就在這些平行線的交點上。當(dāng)然，物質(zhì)微粒并不是在這些交點上靜止不動的，而是圍繞這些交點作無規(guī)則的振動，這些交點是微粒的平均位置，叫做空間點陣的節(jié)點。

【03】組成晶體的微粒如果是離子，那么，這類晶體就叫做離子晶體。無機(jī)化合物的晶體都屬于這一類。氯化鈉（食鹽）的空間點陣是離子晶體空間點陣的最簡單的例子，圖6·4是它的示意圖。

【04】食鹽的晶體是由鈉離子和氯離子組成的，這些離子等距離地、交錯地排列在三組互相垂直的平行線上，每一個帶正電的鈉離子周圍是六個帶負(fù)電的氯離子，同樣，每一個帶負(fù)電的氯離子也被六個帶正電的鈉離子包圍著。由兩個原子所組成的許多鹽類（例如溴化銀、氯化銀、碘化鉀等等）也具有相似的空間點陣。

【05】由原子組成的原子晶體（如金剛石）和由分子組成的分子晶體（如冰）也是很常見的。各種晶體中物質(zhì)微粒的排列，并非和NaCl這一類晶體一樣都成正方形的點陣，大多數(shù)的空間點陣都具有非常復(fù)雜的形狀，例如下面圖示的金剛石和石墨的點陣。

【06】因為物質(zhì)微粒排列得很有規(guī)則，所以晶體總是具有確定的形狀；由于不同晶體的空間點陣不同，因此，各種晶體的外形也不同。

【07】有些物質(zhì)能夠形成幾種不同形狀的空間點陣，因此也就能夠產(chǎn)生幾種不同種類的晶體，這種性質(zhì)叫做多形性。例如，碳原子如果按照圖6·5所示的空間點陣排列起來，就成為金剛石，如果按照圖6·6所示的那樣排列起來，就成為石墨。但是，我們知道，石墨的性質(zhì)與金剛石完全不同，石墨的比重小于金剛石；石墨軟得可以作鉛筆芯，而金剛石硬得可以用來切割玻璃。因此，雖然物體的化學(xué)成分相同，但是如果它們的空間點陣不同，物理性質(zhì)也就完全不同。物質(zhì)的物理性質(zhì)是跟它的物質(zhì)微粒所構(gòu)成的空間點陣有關(guān)的。

【08】究竟怎樣來解釋晶體的各向異性呢？

【09】以石墨作為例子，從圖6·6中我們可以看到，石墨的空間點陣有這樣一個特點，在 a、b、c 等平面內(nèi)的原子之間的距離比 a 和 b （或 b 和 c）平面之間原子的距離要小。根據(jù)第一章中講過的分子力的特性，a、b、c 等平面內(nèi)原子間的相互吸引力比平面間原子的相互吸引力大，所以石墨容易沿著和 a、b、c?這些平面平行的方向斷開。

【10】由此可見，晶體外形的規(guī)則性和它的各向異性都是晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)規(guī)則性的表現(xiàn)。

習(xí)題6-2

1、什么叫做空間點陣？說明節(jié)點的意義。

2、為什么石墨和金剛石的化學(xué)成分相同，但物理性質(zhì)卻不同？

3、什么叫做晶體的多形性？試舉例說明。

4、在食鹽的空間點陣中，兩相鄰離子之間的平均距離為 2.77×10?? 厘米。問 1 厘米3食鹽包含多少離子？【4.68×1022個】