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晶体生长：晶胞堆积与空位
逐个堆积 CsCl 型晶胞，再随机移去离子，观察空位如何破坏完美的周期性。
目标
通过共用关系数出晶胞中的离子数，把逐晶胞堆积与真实晶体生长联系起来，并把空位浓度与生长条件关联。
仪器与试剂
明矾或硫酸铜饱和溶液、用线悬挂的籽晶、烧杯和滤纸（缓慢蒸发用）；模拟用于考察晶格缺陷。
步骤
- 从一个 CsCl 型晶胞开始：辨认体心离子和八个顶角离子。
- 把“每边晶胞数”调到 3：晶体通过在各面添加完整晶胞而长大。
- 切换晶胞边线并验证顶角共用：8 个顶角 × 1/8 = 1 个 Cl，再加体心 1 个 Cs。
- 逐渐增大空位滑块：注意孔洞在整个体相内出现，而不仅在表面。
观察要点
- 每个新晶胞都保持相同的基元：晶体长大时周期性保持不变。
- 空位表现为孤立的缺失球体；仅百分之几就显而易见。
- 滑块夸大了缺陷：室温下平衡空位比例小到天文量级。
讲解
真实晶体通过原子或离子在扭折、台阶处附着而生长（Kossel–Stranski–TLK 模型）。点缺陷服从热力学：Schottky 对 n/N ≈ exp(−ΔGf/2k_BT)，故平衡空位极少；快速生长、淬冷和杂质会提高实际缺陷含量。
实验史话
结晶是最古老的纯化技艺之一：古人早已通过蒸发获得盐的晶体，中世纪炼金术士也按木刻版画中的配方培育大块明矾和矾类晶体。十九世纪，米歇尔利希关于晶体形态「类质同晶」的研究以及巴斯德手工分离酒石酸盐晶体（1848），使晶体培养成为一门严谨科学。如今，像本实验这样的籽晶缓慢冷却法，仍能长出 X 射线衍射所需的毫米级单晶。
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虚拟实验是帮助建立直觉的简化模型，不能替代真实实验和安全培训；没有指导请勿在家自行重复。