晶體 crystal
定義:由結(jié)晶物質(zhì)構(gòu)成的、其內(nèi)部的構(gòu)造質(zhì)點(如原子、分子)呈平移周期性規(guī)律排列的固體。
學(xué)科:材料科學(xué)技術(shù)_材料科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)_材料科學(xué)基礎(chǔ)_材料組織結(jié)構(gòu)
相關(guān)名詞:離子極化單晶 空間點陣
圖片來源:視覺中國
【延伸閱讀】
只要把食鹽(氯化鈉)溶解在水中,靜放以待溶液蒸發(fā),數(shù)日之后就可以得到方形的食鹽晶體顆粒。
所謂晶體(單晶),是指其內(nèi)部的原子或分子按照一定的模式規(guī)律排列的物質(zhì)。以食鹽晶體為例,氯離子(即得到了一個電子的氯原子)與鈉離子(即失去了一個電子的鈉原子)由于靜電作用而相互吸引,形成了氯離子與鈉離子一個接一個交替排列的格子狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)鹽水蒸發(fā)時,分散在水里的氯離子與鈉離子無法繼續(xù)溶于水中。二者在相互結(jié)合而變成固體的過程中,就會形成這種規(guī)則排列結(jié)構(gòu)。
我們身邊的晶體比比皆是。比如冰就是水的結(jié)晶,大多數(shù)寶石也是晶體(鉆石即碳原子規(guī)律排列而成的晶體)。電腦、手機中的半導(dǎo)體元件多以晶體硅為原料,鐵、銅等金屬也屬于晶體大家族。沒有各種晶體材料,我們的生活就難以正常進行。
了解物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)是十分重要的。我們通常運用照射X射線,來準(zhǔn)確地獲知構(gòu)成晶體的原子或分子的排列情況。X射線照向原子或分子時,會發(fā)生散射現(xiàn)象。在原子或分子呈規(guī)則排列(即晶體)的情況下,X射線的散射波互相干涉,有的方向變強,有的方向變?nèi)?。通過觀測這種X射線衍射的強弱變化,就可以得知晶體內(nèi)原子、分子的排布情況。1952年,英國科學(xué)家羅莎琳德·富蘭克林得到了DNA的X射線晶體衍射照片,成為確定DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵證據(jù)。
許多物質(zhì)都可以結(jié)晶。即便是很復(fù)雜的物質(zhì),例如,蛋白質(zhì)在條件具備的情況下也可以成為晶體。蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)扮演著重要的角色,比如在消化的化學(xué)反應(yīng)中,它就作為酶在發(fā)揮作用,促進反應(yīng)高效進行。蛋白質(zhì)是非常大的分子,而且種類繁多,在人體中就多達(dá)10萬種。各種各樣的蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu),發(fā)揮著與其結(jié)構(gòu)相應(yīng)的作用。如果我們獲得某種與疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)的結(jié)晶,并弄清它的立體結(jié)構(gòu),就能預(yù)測出什么樣的物質(zhì)會與其發(fā)生反應(yīng),從而為新藥開發(fā)提供重要啟示。
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