11.14 : 固体的结构

原子，离子或分子以明确的重复模式排列的固体称为结晶固体。 金属和离子化合物通常形成有序的结晶固体。 结晶固体具有精确的熔化温度，因为每一个相同类型的原子或分子都使用相同的力或能量固定到位。 无定形固体或非结晶固体 (有时是玻璃杯) ，它们缺乏有序的内部结构并随机排列。 由大分子组成的物质或移动受限的分子的混合物通常形成非晶固体。 由于分子的结构不等效，非晶材料在温度范围内逐渐软化。 当非晶材料加热时，最弱的分子间吸引力首先破裂。 随着温度的进一步升高，越强的吸引力就会损坏。

单元格

结晶固体的结构最好用其最简单的重复单元 (称为单元格) 来描述。 单元格由代表原子或离子位置的晶格点组成。 然后，整个结构由三个维度重复的单元格组成，如图 1 所示。

图 1. 单元格和 水晶晶格，晶格点以红色表示。

通常，单元格由三个轴 (a ， b 和 c) 的长度以及它们之间的角度 (α ， β 和 γ) 定义，如图 2 所示。 轴被定义为 空间晶格中点之间的长度。

图 2. 单元格由其轴 (a ， b 和 c) 和角度 (α ， β ， 和 γ)

共有七种不同的晶格系统，其中一些具有多种类型的晶格，总共有十四种不同的单元格。

系统

	角度	轴
立方晶	α = β = γ = 90°	a = b = c
四方晶	α = β = γ = 90°	A = b ≠ c
斜方晶	α = β = γ = 90°	a ≠ b ≠ c
单斜晶	α = γ = 90° ; β ≠ 90°	a ≠ b ≠ c
三斜晶	α ≠ β ≠ γ ≠ 90°	a ≠ b ≠ c

本文改编自Openstax, 化学 2e, 第10.6节:结晶固体中的晶格结构。