科学原理一点通：晶体知多少?

　　在我们的日常生活中，晶体无处不在。冬天的雪花是晶体、烹饪时使用的味精和食盐是晶体、名贵的金刚石是晶体等。人们曾用X射线方法对大量物体进行了检测，发现绝大多数的固体都是晶体。

　　但是，晶体究竟是什么样的？今天，就让我们来聊聊与晶体有关的那些事。

　　晶体是什么？

　　十九世纪末，德国科学家威廉·伦琴发现了X射线，开启了人类认识微观世界的大门。之后，人们通过使用X射线测定了晶体的结构。英国科学家布拉格从晶体的微观结构出发，提出了晶体的科学定义：晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性的有规则排列而成的固体，或者说晶体的基本特征就是长程有序。

　　对称性不同的各种晶体结构可以形成不同的晶格，晶体是由于晶格格位被相应的原子或摹团占据而形成的。晶体具有对称性、均匀性、各向异性、自范性和最小内能性等性质。

　　对称性即晶体外形和结构在本身某几个不同方位自相重合的特性，晶体的物理性质在这些方位也可以是相同的。均匀性是指晶体所有同一方向上的宏观性质是均匀的。各向异性指出了晶体在不同方向呈现出性质差异的特性。均匀性和各向异性可以说是晶体的格子结构在宏观性质上表现出的两个侧面。自范性指晶体都会在空间自发生长出由晶面、晶棱和顶点构成的完整几何多面体外形，这一特性也是在自由状态下生长发育的晶体拥有规则外形的原因。最小内能性指的是晶态物质在所有的物质态中内能最小，这也表明了晶体的稳定。

　　晶体有哪些分类？

　　晶体有许多分类方法。按组成情况分类，晶体可分为单晶体和多晶体；按生长方法分类，晶体可分为天然晶体和人工晶体；按功能分类，晶体可分为热释电晶体、电光晶体、介电晶体、压电晶体和半导体晶体等；按实际晶体的点对称特征分类，晶体又可分为三斜、单斜、正交、四方、立方、三方和六方等晶系。

　　晶体有什么应用？

　　目前，晶体在许多领域应用广泛。在材料学领域，人们利用现代晶体学方法研究小分子和无机材料结构已经成为当前实验室的常规方法，包含了晶体学信息和许多材料性能信息，各种各样的晶体学数据库也在前人研究的基础上陆续建立起来，为未来的晶体材料研究提供了方便。