玻璃和水晶的价格问题是商业问题，既是哲学问题，同时也是科学问题。 毕竟那是科学问题。 　　

　　所以今天，我们来科学地分析一下水晶比玻璃高的地方。 　　

　　前几天，我在《》的文章中简单地提到了水晶和玻璃的区别，结果引起了许多朋友的大讨论。 讨论的焦点是，既然同样的主要成分是二氧化硅，为什么水晶是结晶而玻璃不是结晶呢？ 　　

　　虽然主要成分都是同样的二氧化硅，但是水晶的“基因”比玻璃好得多。 　　

　　水晶完美地继承了二氧化硅( SiO )的晶体结构。 二氧化硅晶体是由一个Si和两个o组成的立体空间网络结构，其中没有单一的SiO分子。 这样的结构相当于4个o位于四面体的顶角，四面体的中心为1个Si。 同时，4个o几乎共价键合在Si上，满足了Si价的壶。 如果各o是2个多面体的一部分，则o的价数也得到满足。 　　

　　二氧化硅只是邻接的原子之间以强共价键结合成为空间网状结构，所以是原子结晶。 原子晶体中原子之间结合的共价键非常强，切断这些键使晶体熔化需要消耗很多能量，因此原子晶体一般具有较高的熔点、沸点、硬度。 如上所述，二氧化硅的晶体结构中没有单一的SiO分子，其晶体整体被认为是大分子，因此二氧化硅晶体具有与金刚石同样的物理特性。 　　

　　水晶是完美的二氧化硅结晶，具有良好的水晶结晶和钻石般的物理特征。 硬、耐磨、耐热性。 　　

　　反观玻璃则不同。 我们看到的大多数玻璃的主要成分也是二氧化硅，但为了降低成本、容易加工、满足各种应用需要，工厂加入了各种其他物质。 　　

　　例如钠钙玻璃除了SiO之外，还含有Na2SiO3、CaSiO3或naocao6SiO等物质。 该玻璃成本低廉，易于成型，适合大规模生产。 我们日常看到的窗玻璃、杯子、瓶罐等约90%属于这一类，也叫普通玻璃。 　　

　　在需要耐高温的情况下，可以应对在SiO原料中添加B2O3的硼硅酸玻璃、以SiO和Al2O3为主要原料的硅铝酸盐玻璃等。 　　

　　大部分玻璃的化学成分非常复杂，由这些化学成分组合而成的硅酸盐复盐是不规则结构的非晶态，因此通常不具有水晶的晶体结构和物理特性。 　　

　　你可能已经注意到了，有一种“石英玻璃”像其他玻璃一样没有添加其他化学物质。 是将高纯度的二氧化硅溶解而成的。 为什么叫玻璃而不是水晶呢？ 　　

　　这是因为，尽管石英玻璃由高纯度的二氧化硅制成，但原子之间并没有形成类似水晶的晶体结构，与水晶不同，石英玻璃是非晶质的“玻璃状态”。 　　

　　水晶的晶体结构由其生长过程决定。 　　

　　自然界中，除了到处都是硅砂外，还有自然生长的石英晶体。 石英晶体的生长需要沉淀以满足苛刻的自然条件和漫长的岁月。 温度达到550-600、压力达到2 -3倍气压的地下溶洞，缓慢流动的地下水中含有饱和的二氧化硅。 当部分二氧化硅小晶体“成核”析出时，高温液体中游离的二氧化硅分子会缓慢堆积在其核上。 这种沉积遵循“三方晶系”自然规律时间长，沉积过程中往往会混入气泡、裂纹等化学物质，因此质量完美的水晶结晶较少，是天然水晶珍贵的原因之一。 　　

　　知道了水晶的生成原理，聪明的人类也开始人工制造水晶了。 他们根据水晶自然生长的条件，使用高温高压反应釜人为创造了相同的生长环境，然后注入饱和的高温二氧化硅溶液，在预置的晶核上缓慢沉积二氧化硅。 在人工条件下，由于溶液饱和度和各方面条件可持续满足，水晶生长速度每天可达0.8mm，一般半年可“堆”出100mm的水晶球碎片。 人工生产水晶的速度比自然生长的水晶快百万倍，质量也很好，但与制造玻璃相比，其各方面的成本也相当高。 　　

　　不仅能在溶液中缓慢生长，还能更快地制造出真正的水晶单晶吗？ 很遗憾，不能。 　　

　　即使使用高纯度的石英砂作为原料，也只能溶解100%的石英玻璃而不是水晶。 制作石英玻璃的方法通常是将石英材料或水晶废料加热到熔融温度，迅速冷却到玻璃的固体相。 由此得到的石英微观结构是由SiO四面体结构单元构成的简单非晶网络，且Si-O化学键能量大，结构紧密，使石英玻璃具有接近石英物理特性的独特性能。 例如，硬度为莫氏7级，耐高温1400，膨胀系数低，耐热冲击性、化学稳定性和电绝缘性能良好，能透过紫外线和红外线。 但是，本质上石英玻璃是玻璃状态，不是结晶。 　　

　　作为天然宝石，完美的水晶因其稀有而多被用于收藏和制作各种昂贵的装饰品。 相比之下，玻璃的经济和科学用途要广泛得多，这也是我们生活中玻璃无处不在的原因之一。 　　

　　普通的玻璃可以做门窗，也可以做锅、瓶、罐。 经过特殊处理后，还可以制作各种交通工具的玻璃窗。 硅铝酸盐玻璃可用于制作灯泡、耐高温温度计、化学试管； 铅硅酸盐玻璃屏蔽x射线和射线； 石英玻璃、高硅玻璃、硼硅玻璃也可用作光学材料、光纤、宇宙飞船的玻璃窗。 这些是昂贵的水晶做不到的。 　　

　　位于国际宇宙空间站的地球观测用大玻璃窗，到目前为止一直忍受着宇宙垃圾的撞击。 尽管出现了小孔，由熔融石英/硅酸硼硅酸盐玻璃制成的直径80厘米的圆顶玻璃窗仍然保证了空间站的安全。 由此也证明，玻璃并不总是廉价脆弱的。