固体：物质世界的坚实形态
固体：物质世界的坚实形态
固体是物质存在的基本状态之一，与液体、气体和等离子体并列。从微观角度来看，固体的原子、分子或离子可以有序排列形成晶体，也可以无序排列形成非晶态固体。这种微观结构决定了固体的宏观性质，如硬度、导电性等。本文将带你深入了解固体的微观世界，探索不同类型的固体及其独特的性质。
固体
固体是物质的四种基本状态之一（其他为液体、气体和等离子体）。固体中的分子紧密堆积在一起，所含的动能最少。固体的特征在于结构刚度和对施加到表面的力的抵抗力。与液体不同，固体物体不会流动以呈现其容器的形状，也不会像气体一样膨胀以填充整个可用体积。固体中的原子以规则的几何晶格（结晶固体，包括金属和普通冰）或不规则的（无定形固体，如普通窗玻璃）相互结合。固体不能在很小的压力下被压缩，而气体可以在很小的压力下被压缩，因为气体中的分子是松散堆积的。
处理固体的物理学分支称为固态物理学，是凝聚态物理学（也包括液体）的主要分支。材料科学主要关注固体的物理和化学性质。固态化学特别关注新材料的合成，以及鉴定和化学成分的科学。
微观描述
构成固体的原子、分子或离子可以有序重复排列，也可以不规则排列。其成分以规则模式排列的材料称为晶体。在某些情况下，规则排序可以在大范围内连续不间断，例如钻石，其中每颗钻石都是单晶。大到可以看到和触摸的固体物体很少由单晶组成，而是由大量单晶组成，这些单晶被称为微晶，其大小从几纳米到几米不等。这种材料称为多晶。几乎所有常见金属和许多陶瓷都是多晶的。
在其他材料中，原子的位置没有长程有序。这些固体被称为无定形固体；例子包括聚苯乙烯和玻璃。
固体是结晶的还是无定形的取决于所涉及的材料及其形成的条件。通过缓慢冷却形成的固体将倾向于结晶，而快速冷冻的固体更可能是无定形的。同样，结晶固体采用的特定晶体结构取决于所涉及的材料及其形成方式。
虽然许多常见物体（例如冰块或硬币）在化学上完全相同，但许多其他常见材料包含许多不同的物质。例如，一块典型的岩石是几种不同矿物和类矿物的集合体，没有特定的化学成分。木材是一种天然有机材料，主要由嵌入有机木质素基质中的纤维素纤维组成。在材料科学中，可以将不止一种组成材料的复合材料设计为具有所需的特性。固体示例：便便
固体类
固体中原子之间的力可以有多种形式。例如，氯化钠（食盐）晶体由离子钠和氯组成，它们通过离子键结合在一起。在金刚石或硅中，原子共享电子并形成共价键。在金属中，电子在金属键中共享。一些固体，尤其是大多数有机化合物，通过每个分子上电子电荷云的极化产生的范德华力结合在一起。固体类型之间的差异是由它们之间的键合差异引起的。
金属
金属通常是坚固、致密的，并且是电和热的良导体。元素周期表中的大部分元素，即从硼到钋的对角线左侧的元素，都是金属。两种或多种元素的混合物，其中主要成分是金属，称为合金。
自史前时代以来，人们就将金属用于各种用途。金属的强度和可靠性使其广泛用于建筑物和其他结构的建造，以及大多数车辆。