物质结构理论

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1、物质结构理论在白然界中，我们看到物质以各种各样的形态存在着：花虫鸟曽、III河湖海、不同肤色的人种、各种美丽的建筑……大到星球宇宙，小到分子、原子、电子等极微小的粒子，真是千姿百态斗奇争艳。大自然自身的发展,造就了物质世界这种绚丽多彩的宏伟场面。物质具体的存在形态有多少，这的确是难以说清的。但是，经过物理学的研究，千姿百态的物质都可以初步归纳为两种基木的存在形态：“实物”和“场”。“实物”具有的共同特点是：质量集中在某一空间，一般有比较确定的界而（气体的界而虽然模糊，但它又是由一个个实物粒子构成）。本文

2、开头所举的各例都属于实物。“场”则是看不见摸不着的物质，它可以充满全部空间，它具有“可入性”。例如大家熟知的电磁波，它可以将电台天线发射的信号通过空间传送到千家万户的收音机或电视机。可以概括地说，“场”是实物之间进行相互作用的物质形态。什么是“物态”呢？日常所知的固态、液态和气态就是三种“物态”。为什么耍有“物态”的概念？因为实物的具体形态太多了，将它们归纳一下能否分成较少的几类？这就产生了“物态”的概念。“物态”是按屈性划分的实物存在的基本形态，它都表现为大量微小物质粒子作为一个大的整体而存在的集合状

3、态。以往人们只知道冇同态、液态和气态三种物态，随着科学的发展，在大自然屮又发现了多种“物态”。人类迄今知道的“物态”已达10余种之多。日常生活中最常见的物质形态是固态、液态和气态，从构成来说这类状态都是由分子或原子的集合形式决定的。由于分子或原子在这三种物态中运动状况不同，而使我们看到了不同的特征。具体分类1.固态严格地说，物理上的固态应当指“结晶态”，也就是各种各样晶体所具有的状态。最常见的晶体是食盐（化学成份是氯化钠，化学符号是NaCl）o你拿一粒食盐观察（最好是粗制盐），可以看到它由许多立方形晶体

4、构成。如果你到地质博物馆还可以看到许多颜色、形状各异的规则晶体，I•分漂亮。物质在固态时的突出特征是有一定的体积和几何形状，在不同方向上物理性质可以不同（称为“各向异性”）；有一定的熔点，就是熔化吋温度不变。在固体屮，分子或原子有规则地周期性排列着，就像我们全体做操吋,人与人之间都等距离地排列一样。每个人在一定位置上运动，就像每个分子或原子在各自固定的位置上作振动一样。我们将晶体的这种结构称为“空间点阵”结构。2・液态液体有流动性，把它放在什么形状的容器中它就有什么形状。此外与固体不同，液体还有“各向同

5、性”特点（不同方向上物理性质相同），这是因为，物体由固态变成液态的时候，由于温度的升高使得分子或原子运动剧烈，而不可能再保持原来的固定位置，于是就产生了流动。但这时分子或原子间的吸引力还比较大，使它们不会分散远离，于是液休仍有一定的休积。实际上，在液体内部许多小的区域仍存在类似晶体的结构一一“类晶区”。流动性是“类晶区”彼此间可以移动形成的。我们打个比喻，在柏油路上送行的“车流”，每辆汽车内的人是有固定位置的一个“类晶区”，而车与车之间可以相对运动，这就造成了车队整体的流动。3・气态液体加热会变成气态。

6、这时分子或原子运动更剧烈，“类晶区”也不存在了。由于分子或原子间的距离增大，它们之间的引力可以忽略，因此气态时主要表现为分子或原子各自的无规则运动，这导致了我们所知的气体特性：有流动性，没有固定的形状和体积，能自动地充满任何容器；容易压缩；物理性质“齐向同性”。显然，液态是处于固态和气态之间的形态。4.非晶态——特殊的固态普通玻璃是固体吗？你一定会说，当然是固体。其实，它不是处于固态（结晶态）。对这一点，你一定会奇怪。这是因为玻璃与晶体有不同的性质和内部结构。你可以做一个实验，将玻璃放在火屮加热，随温度

7、逐渐升高，它先变软，然后逐步地熔化。也就是说玻璃没有一个固定的熔点。此外，它的物理性质也“各向同性”。这些都与晶体不同。经过研究，玻璃内部结构没有“空间点阵”特点，而与液态的结构类似。只不过“类晶区”彼此不能移动，造成玻璃没有流动性。我们将这种状态称为“非晶态”。严格地说，“非晶态固体”不属于固体，因为固体专指晶体；它可以看作一种极粘稠的液体。因此，“非晶态”可以作为另一种物态提出来。除普通玻璃外，“非晶态”固体述很多，常见的有橡胶、石蜡、天然树脂、沥青和高分子塑料等。5.液晶态——结晶态和液态之间的一

8、种形态“液晶”现在对我们已不陌生，它在电子表、计算器、手机、传呼机、微型电脑和电视机等的文字和图形显示上得到了广泛的应用。“液晶”这种材料属于有机化合物，迄今人工合成的液晶已达5000多种。这种材料在一定温度范围内可以处于“液晶态”，就是既具有液体的流动性，又具有晶体在光学性质上的“各向异性”。它对外界因素（如热、电、光、压力等）的微小变化很敏感。我们正是利用这些特性，使它在许多方面得到应用。上述儿种“物态”，在F1常条件下我们都可以观察到