無定形體

無定形體，或稱非晶體、非晶形固體，是其中的原子不按照一定空間順序排列的固體，與晶體相對應。常見的無定形體包括玻璃和很多高分子化合物如聚苯乙烯等。只要冷卻速度足夠快，任何液體都會過冷，生成無定形體。其中，原子尚未排好在熱力學上有利的晶態中的晶格或骨架便已失去運動速度，但仍保留有液態時原子的大致分布。

基本介紹

• 中文名：無定形體
• 別名：非晶體、非晶形固體
• 定義：原子不按照空間順序排列的固體
• 特點：無自范性，各向同性等

定義

內部原子或分子的排列呈現雜亂無章的分布狀態的固體稱為無定形體（又稱為非晶體）。由於熵的緣故，即使冷卻速度很慢，很多聚合物仍會生成無定形體。

特點

①無自范性

②各向同性

③無固體的熔點

④當單一波長的X射線通過無定形體時，不會在記錄儀上看到分立的斑點或明銳的譜線。

與晶體的相互區別

本質區別

晶體有自范性，非晶體無自范性。

物理性質不同

晶體是內部質點在三維空間成周期性重複排列的固體，具有長程有序，並成周期性重複排列。

非晶體是內部質點在三維空間不成周期性重複排列的固體，具有近程有序，但不具有長程有序。外形為無規則形狀的固體。

晶體有各向異性，非晶體是各向同性

晶體有固定的熔點，非晶體無固定的熔點，它的熔化過程中溫度隨加熱不斷升高。

微觀結構不同

晶體和非晶體所以含有不同的物理性質，主要是由於它的微觀結構不同。

組成晶體的微粒——原子是對稱排列的，形成很規則的

幾何空間點陣；空間點陣排列成不同的形狀，就在巨觀上呈現為晶體不同的獨特幾何形狀；組成點陣的各個原子之間，都相互作用著，它們的作用主要是靜電力；對每一個原子來說，其他原子對它作用的總效果，使它們都處在勢能最低的狀態，因此很穩定，巨觀上就表現為形狀固定，且不易改變；晶體內部原子有規則的排列，引起了晶體各向不同的物理性質；

如果外力沿平行晶面的方向作用，則晶體就很容易滑動（變形），這種變形還不易恢復，稱為晶體的范性；從這裡可以看出沿晶面的方向，其彈性限度小，只要稍加力，就超出了其彈性限度，使其不能復原，而沿其他方向則彈性限度很大，能承受較大的壓力、拉力而仍滿足虎克定律；當晶體吸收熱量時，由於不同方向原子排列疏密不同，間距不同，吸收的熱量多少也不同，於是表現為有不同的傳熱係數和膨脹係數。 而非晶體沒有這結構。

常見物質

無定形碳

amorphous carbon 　指木炭、焦炭、骨炭、糖炭、活性炭和炭黑等。除骨炭含碳在10%左右以外，其餘主要成分都是單質碳。 　煤炭是天然存在的無定形碳，其中含有一些由碳、氫、氮等組成的化合物。所謂無定形碳，並不是指這些物質存在的形狀，而是指其內部結構。實際上它們的內部結構並不是真正的無定形體，而是具有和石墨一樣結構的晶體，只是由碳原子六角形環狀平面形成的層狀結構零亂而不規則，晶體形成有缺陷，而且晶粒微小，含有少量雜質。

無定形矽

無定形矽(a-Si)又稱非晶矽，是矽的一種同素異形體。晶體矽通常呈正四面體排列，每一個矽原子位於正四面體的頂點，並與另外四個矽原子以共價鍵緊密結合。這種結構可以延展得非常龐大，從而形成穩定的晶格結構。而無定性矽不存在這種延展開的晶格結構，原子間的晶格網路呈無序排列。換言之，並非所有的原子都與其它原子嚴格地按照正四面體排列。

由於這種不穩定性，無定形矽中的部分原子含有懸空鍵(dangling bond)。這些懸空鍵對矽作為導體的性質有很大的負面影響。然而，這些懸空鍵可以被氫所填充，經氫化之後，無定形矽的懸空鍵密度會顯著減小，並足以達到半導體材料的標準。但很不如願的一點是，在光的照射下，氫化無定形矽的導電性能將會顯著衰退，這種特性被稱為SWE效應(Staebler-Wronski Effect).

玻璃態水

水的第四態--玻璃態：據美國Science,2001,294:2305報導，美國亞利桑那州立大學的研究人員最近宣稱，液態的水大約在165K就可以轉變成玻璃態，大大高於原先認為的136K（約-137℃）。 　要使水變為玻璃態，必須急速冷卻到-108℃。

水除了氣態、液態和固態外，還有玻璃態。玻璃態是一種冷的液態，即液態水在攝氏零度以下不結冰而保持液態。玻璃態的水和冰不一樣，它無固定的形狀，不存在晶體結構。與固態相比，它更像一種極端粘滯、呈現固態的液體。水的玻璃態密度與液態密度相同。