非晶態固體

非晶態固體 noncrystalline solid，又稱無定形體或玻璃體。其內部原子或分子的排列無周期性，如同液體那樣雜亂無章地分布，可看作過冷液體，如玻璃、松香、明膠等。非晶態固體有如下通性；巨觀性質具有均勻性，這種均勻性來源於原子無序分布的統計性規律；物理性質一般不隨測定方向而變，稱為各向同性；不能自發地形成多面體外形；無固定的熔點；由於無周期性結構，不能對X射線產生衍射效應。

基本介紹

• 中文名：非晶態固體
• 英文名：amorphous solid
• 別稱：無定形體、玻璃體
• 特點：具有短程秩序

特點

X射線衍射實驗表明,非晶態固體（或稱為無定形體、玻璃體）具有短程秩序，但完全不具有長程秩序。由附圖看出：就每個原子周圍零點幾納米內的情況而言，晶態與非晶態固體十分相似，即每個原子的最近鄰原子的數目一定,化學鍵的鍵長相等,鍵角基本上一樣。至於每個原子與相距在幾納米以外的原子的關係，則在晶體中與在非晶態固體中有本質的不同。晶體具有長程式，由其中一原子出發，只有在特定方向上和特定距離處才能找到其他原子。而在非晶態固體中,由一個原子出發,在任何方向、任何距離處找到其他原子的幾率完全相同。氣體則既無短程式，也無長程式。

與晶體相比，非晶態固體結構的另一特點是：它的結構參數呈現著某種統計分布，而不像晶體中那樣具有確定的數值。例如，在晶態中對於所有的原子，其鍵長、鍵角及配位數都是個確定的值，由原子和化學鍵所構成的封閉環中也具有確定數目的原子。而在非晶態中，鍵角的數值和類似的環中原子數目都明顯地呈現著某種統計分布。

從熱力學上講，晶體結構處於平衡狀態，而非晶態固體的結構則處於非平衡狀態。後者有向平衡狀態轉變的趨勢,但通常由於動力學原因，此種轉變需時甚久,甚至於實際上難以實現。

結構模型

目前已對三類非晶態固體物質提出了較好的結構模型：①連續無規網模型，適用於通過共價鍵形成的玻璃體，如矽、二氧化矽、二氧化鍺、二硫化鍺、碲化矽等；②無規密堆積模型，適用於非晶態的金屬和合金；③無規線圈模型，適用於柔順性好的高聚物無定形固體。