石英是一种硅酸盐矿物,化学式为SiO2,通常呈白色或透明,质地坚硬。石英之所以被归类为晶体,是因为它具有以下几个方面的特征。
晶体是一种具有长程有序排列的分子结构。石英的晶体结构是由四面体(SiO4)四元环连接而成的三维网络,这种结构具有高度的对称性和规则性,所以石英的外形会呈现出六角形的棱柱形状。而非晶体则是一种无序的分子结构,因此无法呈现出规则的外形。
晶体具有各向异性,即在不同的方向上具有不同的光学性质。石英双折射是指在石英晶体中,光线受到晶体结构的影响而被分离成两个方向的振动,这种现象通常只出现在具有晶体结构的物质中。而非晶体则具有同一方向的光学性质,无法呈现出双折射现象。
晶体与非晶体在物理性质上也存在差异,如石英的硬度达到了7,而非晶体的硬度较低。此外,晶体的结晶面也会对其性质产生影响,石英中若按一定方向切割便能够发挥出压电效应,这在非晶体中是无法实现的。
石英的形成过程也是其为晶体的重要原因。石英一般形成于高温高压的条件下,熔岩深处的石英晶体则可能由熔岩中的溶解性气体形成,然后随着熔岩的冷却逐渐析出晶体。在形成过程中,石英晶体具有时间充分生长和高温高压作用影响等因素,在这些条件下石英晶体能够得到比较完整的晶体结构。