水晶的主要成分是啥水晶的分子结构( 二 ) _玻璃

你也许已经注意到了，有一种“石英玻璃”并不像其它玻璃那样添加了其它的化学物质，它由纯度很高的二氧化硅熔炼而成。为什么我们称之为玻璃而不是水晶呢？
这是因为石英玻璃尽管由纯度很高的二氧化硅组成，但它的原子间并没有形成水晶那样的晶体结构，与水晶不同，石英玻璃是非晶体的“玻璃态” 。

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玻璃态的二氧化硅无序排列
水晶的晶体结构是因其生长过程决定的。
在自然界，除了遍地都是的硅砂外，还有一种自然长大的石英晶体。石英晶体的生长需要满足苛刻的自然条件和漫长的岁月沉淀：在温度高达550－600℃、压力达到2 -3 倍大气压的地下溶洞里，缓慢流淌着的地下水含有饱和的二氧化硅，当一部分二氧化硅小晶体“成核”析出时，高温液体中游离的二氧化硅分子会在其晶核上一层一层慢慢地堆积，这种堆积会依照“三方晶系”的自然法则进行，经过几千几万年，甚至数千万年时间的累积，这些析出的二氧化硅分子就会长成一个一个的“水晶洞” 。因为时间的漫长，并且由于堆积过程中往往会掺杂气泡、裂纹或其它化学物质，品相完美的水晶晶体少之又少，这是天然水晶显得珍贵的原因之一。

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【水晶的主要成分是啥水晶的分子结构】一个天然的水晶洞，因含有锰和铁元素而呈现紫色
当了解到水晶生成的原理后，聪明的人类也开始人工制造水晶。他们按照水晶自然生长的条件，用高温高压的反应釜人为营造同样的生长环境，然后注入饱和的高温二氧化硅溶液，使二氧化硅在事先设置的晶核上慢慢堆积。在人工条件下，由于溶液的饱和度及各方面条件能持续满足要求，水晶的生长速度可以达到每天0.8mm ，通常只需要半年时间，就可以“堆”出100mm的水晶球原坯。即便人工生产水晶的速度比自然生长的水晶快百万倍、品质也好很多，但与制造玻璃相比，其各方面成本也要高出许多。

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这是一只很有名的水晶天鹅，由人造水晶制成
除了在溶液里慢慢生长，我们能更快地生产出真正的水晶单晶吗？很遗憾，并不能。
即便是使用高纯度的石英砂做原料，我们也只能熔炼出100%的石英玻璃，而不是水晶。制作石英玻璃的方法通常是将石英材料或水晶废料加热到熔融温度，然后快速冷却到玻璃的固态相。由于这样得到的石英微观结构是一种由SiO?四面体结构单元组成的单纯非晶态网络，并且Si-O化学键能很大，结构很紧密，所以石英玻璃具有接近于水晶物理特性的独特性能。比如说它的硬度可达莫氏7级，具有耐1400℃高温、膨胀系数低、耐热震性、化学稳定性和电绝缘性能良好，并能透过紫外线和红外线。但从本质上说，石英玻璃属于玻璃态，它不是晶体。
各有所长
作为一种天然宝石，完美的水晶具有稀缺性，因此它更多地被人们用来收藏或制成各种昂贵装饰品。相比之下，玻璃在经济与科学上的用途则要广泛得多，这也是玻璃在我们的生活中无处不在的原因之一。

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水晶的主要成分是啥 水晶的分子结构( 二 )

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