準晶體:固態物質家族新成員

當我告訴人們我發現了準晶體的時候，所有人都嘲笑我。但我并不在意，我知道我是對的，他們是錯的，時間終于證明了這一點。

——達尼埃爾·謝赫特曼

去年10月5日，瑞典皇家科學院宣布，以色列科學家達尼埃爾·謝赫特曼因發現“準晶體”而獲得2011年諾貝爾化學獎。

此前，科學界普遍認為，固體分為晶體和非晶體兩種。晶體中的微粒組成了一個個晶胞，晶胞在空間上呈周期性重復排列。而非晶體中微粒的排列則完全無序。

1982年4月8日，謝赫特曼意外地發現，鋁錳合金的原子排列有一定的規律，但不會周期性重復。這種情形可以類比公差不為0的等差數列，既遵循一定的變化規律，其中的每一項又各不相同。這種介于晶體和非晶體之間的固態物質被命名為“準晶體”。但這個發現受到了主流化學界的嘲笑，被認為是違反自然規則的。

1987年，法國和日本科學家相繼在實驗室中制造出了準晶體，謝赫特曼這才“沉冤得雪”。2009年，科學家們在俄羅斯哈泰爾卡湖首次發現了一種由鋁、銅和鐵組成的天然準晶體。

準晶體材料硬度較高，摩擦系數低，導熱性和導電性差，具有不黏性，耐蝕、耐熱、耐磨，應用領域很廣，被用來制造不粘鍋、發光二極管和眼外科手術微細針頭等。利用準晶體還可以進行熱能和電能的轉化，科學家們正嘗試用它捕捉汽車廢氣中的熱量并將其轉化為電能。

瑞典皇家科學院指出，謝赫特曼的發現“徹底改變了化學家們對固態物質的看法”，并提醒全世界的科學家們：“即使最偉大的科學家也會陷于傳統藩籬的桎梏中，保持開放的頭腦、敢于質疑現有認知是科學家最重要的品質。”

NaCl的晶胞如右圖所示，將NaCl晶胞中所有的Cl-去掉，把每個CO2分子抽象為一個質點并替換全部的Na+，即可表示干冰的一個晶胞。下列說法正確的是

A． 每個干冰晶胞中含有8個CO2分子

B． 干冰晶體屬于分子晶體，故晶體內只含有范德瓦耳斯力

C． 干冰晶體是由碳原子和氧原子構成的原子晶體

D. 在干冰晶體中每個CO2分子周圍有12個CO2分子與之最近且等距

【參考答案】 D

富陽中學 陳斯林 董 君 供稿