雪花锡块金刚石_教学参考-查字典物理网

雪花锡块金刚石

查字典物理网 2012-12-29

你如果用放大镜仔细观察雪花，就可以看到，它们有的是六角形，有的呈星枝状，还有的是针状、柱状等等，真可谓千姿百态，闪光晶亮（图3－2）。再仔细观察，还可以发现，这些形态各异的雪花，基本上是六角形。这一点我国早在公元前135年的西汉就有人记下“凡草本花多五出，独雪花六出。”曾经有人花了毕生的精力研究雪花，发现有近六千种不同形态的雪花，但却没有见到过五角雪花和八瓣雪花。

雪花为什么基本上是六角的呢？这得从雪花的形成谈起。

雪花是水的一种形态，它是由水汽直接变成的晶体。含有结晶核和水汽的云上升到远远低于0℃的高空后，就会直接形成小冰晶，水分子在这些小冰晶中按照一定的规则排列，不能离开自己应在的位置，每个小冰晶都成为一个正六面体。由于六面体的尖角与水汽相接触，水汽就在尖角处继续结晶。晶体生长的也就最快。于是各个夹角上长出一个个新枝杈，最后形成六角形的雪花。

不同物质形成晶体时，由于分子的排列不同，会形成不同的外形。就是同一种物质，在不同温度等条件下，形成的晶体外形也会不同。下面的故事就是一例。

1867年冬，俄国彼得堡的气温降到了－38℃，这时海关仓库里的一批锡砖突然失踪，放锡砖的地方却堆了一堆灰色的粉末。沙俄军队的锡制大衣扣竟也不翼而飞了。这是怎么回事呢？原来锡砖在常温下是一种形状的晶体，当温度低于－33℃时，锡就会变成另一种灰色粉末状的晶体，使锡砖成为锡灰，这就是所谓的“锡疫”。当温度升高到161℃以上时，锡又会改变成菱形晶体，因为菱形锡晶体很脆，所以又叫做“脆锡”。

金刚石和石墨具有截然不同的物理性质，经济价值又十分悬殊，可是它们却是同一元素──碳组成的，只不过是结晶形式不同而已。1799年，法国化学家摩尔沃曾把一颗金刚石转变成石墨，1962年，人们在1500℃以上的高温和很高的压力下，把石墨变成了金刚石。

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