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無定形是指一些非完全晶體無定形區(非晶區)的結構或者一些無定形固體(非晶體)的構成方式。很多可以構成晶體的物質都存在無定形態,反應活性也一般大於同物質的晶體。

1 無定形 -無定形態

  無定形是指一些非完全晶體無定形區(非晶區)的結構或者一些無定形固體(非晶體)的構成方式。很多可以構成晶體的物質都存在無定形態,反應活性也一般大於同物質的晶體。

  無定形區是由因構象複雜而未能結晶的分子和由於分子量的差異而被排斥於微晶之外的分子,以及束縛分子等組成。 分子鏈平行有序排列的為結晶區,鬆弛不規則聚集的為無定形區。

  無定形固體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佈,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;宏觀性質具有均勻性,這種均勻性來源於原子無序分佈的統計性規律;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。

2 無定形 -常見的無定形物質

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。

無定形硅

  無定形硅(a-Si)又稱非晶硅,是硅的一種同素異形體。晶體硅通常呈正四面體排列,每一個硅原子位於正四面體的頂點,並與另外四個硅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。而無定性硅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,無定形硅中的部分原子含有懸空鍵(dangling bond)。這些懸空鍵對硅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,無定形硅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,氫化無定形硅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報道,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。

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