胶体：晶体与非晶质的区别

从化学中我们知道，胶体是一种两相或多相的细分散系，它由分散相（分散质）和分散媒（分散剂）组成；分散相的大小约在1～100nm 之间。固体、液体、气体都既可作为分散相，也可作为分散媒，从而组成不同的胶体体系。其中分散媒远多于分散相的胶体称为胶溶体（溶胶）；若分散相为固体，且数量很多，整个胶体呈凝固态者，则称为胶凝体（凝胶）。

固态的胶体矿物基本上只有水凝胶体和结晶胶体两类。前者例如蛋白石，其分散媒是水，分散相是固体，即胶体粒子；而后者的分散媒为结晶质，分散相则气体、液体、固体均有可能，例如乳石英等。由于结晶胶溶体通常都只把它作为晶体来对待，而将分散于其中的分散相看成是包含于晶体中的机械混入物，因此，胶体矿物实际上就是指水胶凝体矿物。

胶体粒子由核和包围核的双离子层构成。有的核可能只包含有一个分子或结合在一起的几个分子。例如明胶等许多高分子化合物的胶体粒子；另有一些胶体粒子的核则可以由上万个分子组成，它们通常都是成结晶相的，例如Fe（OH）3等许多在地质作用中形成的胶体粒子。显然由前一种胶体粒子凝聚而成的胶凝体应属于典型的非晶质体；而由后一种胶体粒子形成的胶凝体包括通常所称的胶体矿物在内，从本质上来讲，它们应该属于晶体的范畴，是一种超显微的隐晶质（即在光学显微镜下也不能区分其晶粒的隐晶质）。但是，正是由于它们的颗粒太细了，而颗粒与颗粒之间有时是呈无规则的杂乱排列的，因而从总体来看，它们在诸如X 射线衍射效应、光学性质等一系列性质上，都表现出与非晶质体类似的特点，即外形上不能自发形成规则的几何多面体（通常称肉冻状），各项宏观性质都具有统计意义上的均一和各向同性的特点，等等。所以胶体矿物通常都被作为非晶质体来看待。

胶体粒子由于其粒径非常小，比表面积（总表面积与体积之比）极大，因而具有很大的表面自由能。胶体的这种状态是不稳定的，它有把表面自由能转变为质点间势能的趋向，亦即胶体粒子趋向于合并成较大的颗粒；与此同时，还将排出存在于其间的分散媒。这一过程就是所谓的胶体陈化（老化）。水胶凝矿物发生陈化时，其中所吸附的水分将逐渐脱失，颗粒逐渐增大而称为显微镜下可见的隐晶质，并最终称为显晶质矿物。由于通常把水胶凝体矿物视为非晶质体的，因此，对于胶体陈化而形成的晶质矿物，有时称之为变胶体矿物。

综上所述，晶体、非晶质体和胶体之间区别的根本原因就是它们内部质点排列的不同造成的。如图1-8所示，晶体中，组成它们的物质质点（原子、离子、离子团或分子等）在空间都是作有规律排列的，这种规律主要表现为质点的周期重复，这种质点在三维空间周期性地重复排列称格子构造。因此，我们可以对晶体做出如下定义：晶体是内部质点（原子、离子或分子）在三维空间周期性重复排列（格子构造）构成的固体物质，或者说晶体是具有格子构造的固体。与上述情况相反，有些状似固态的物质，如玻璃、琥珀等，它们的内部质点不作规则排列，即不具格子构造，称为非晶质或非晶质体。晶体和非晶质体在一定的条件下是可以相互转化的。(www.xing528.com)

图1-8　晶体、液体和非晶质体内部质点示意图

（1）脱玻化作用（结晶化作用）：非晶质体自发地转变为质点规则排列的晶体的作用称为脱玻化作用。自然界，高温岩浆迅速冷却凝固而成的火山玻璃属于非晶质体。经过漫长的地质年代，火山玻璃内部质点不断地扩散、调整，排列逐渐有序，而形成一些矿物晶体。

（2）玻璃化作用（非晶化作用）：晶体内部质点规则排列遭到破坏而向非晶质体转变的作用称为玻璃化作用。自然界中含放射性元素的结晶矿物，由于受到放射性元素蜕变时发出的α射线作用，晶体遭到破坏，而转变为非晶质体（仍可保持原结晶矿物多面体外形的假像）。