1.晶体结构学习.pptx
规则网络无规网络第1页/共43页准 晶Al65Co25Cu10合金第2页/共43页第3页/共43页二、几种常见的晶体结构1.元素晶体a.密堆积：一维 二维二维密排结构二维正方结构第4页/共43页 三维 典型晶体：Be、Mg、Zn、Cd、Ti 密排六方（hexagonal close-packed,hcp）结构 排列方式：ABABAB (六方密堆积)第5页/共43页 面心立方（face-centered cubic,fcc）堆积 排列方式：ABCABC (立方密堆积)典型晶体：Ca、Sr、Al、Cu、Ag 第6页/共43页 b.较松散的堆积 体心立方（body-centered cubic,bcc）堆积 简单立方（simple cubic,sc）堆积典型晶体：Li、Na、K、-Fe 第7页/共43页 金刚石结构典型晶体：金刚石、Si、Ge l 配位数：一个原子周围最近邻原子的数目 如：对于密堆积（hcp和fcc）配位数为12；对于体心立方（bcc）配位数为8 等。00000第8页/共43页2.简单化合物晶体 NaCl结构典型晶体：NaCl、LiF、KBr l 堆积系数 晶 胞 体 积晶胞中原子所占的体积第9页/共43页NaCl结构中的八面体位置第10页/共43页 CsCl结构 闪锌矿结构典型晶体：CsCl、CsBr、CsI 典型晶体：ZnS、CdS、GaAs、-SiC 第11页/共43页BA1.2 晶格的周期性一、晶格与空间点阵 1.晶格：晶体中原子（或离子）排列的具体形式 2.空间点阵第12页/共43页 等同点系：晶格中所有与起始点在化学、物理和 几何环境完全相同的点的集合 空间点阵：由等同点系所抽象出来的一系列在空间 中周期排列的几何点的集合体 格 点：空间点阵中周期排列的几何点 基 元：一个格点所代表的物理实体第13页/共43页Rl0 a1a2二、基矢和原胞第14页/共43页2.基矢：任一格矢 ，1.格矢:如果所有l1、l2和l3均为整数，则称这组坐标基 、和 为基矢。对于一个空间点阵，基矢的选择不是唯一的，可以有多种不同的选择方式。第15页/共43页Rl0 a1a2第16页/共43页原胞体积：3.原胞 晶格原胞空间点阵原胞基元 空间点阵最小的重复单元 每个空间点阵原胞中只含有一个格点 对于同一空间点阵，原胞有多种不同的取法，但 原胞的体积均相等 空间点阵原胞第17页/共43页 Wigner-Seitz原胞（对称原胞）第18页/共43页体心立方的基矢和WignerSeitz原胞第19页/共43页面心立方基矢、原胞和WignerSeitz原胞第20页/共43页4.晶格的分类 简单晶格：每个晶格原胞中只含有一个原子，例：Na、Cu、Al等晶格均为简单晶格晶格中所有原子在化学、物理和几何环境上都是完全等同的。第21页/共43页 复式晶格：每个晶格原胞中含有两个或两个以上的 原子或离子。简单晶格必须由同种原子组成；反之，由同种原子组成的晶格却不一定是简单晶格。如：金刚石、Mg、Zn、C60和NaCl等晶格都是复式晶格第22页/共43页第23页/共43页第24页/共43页第25页/共43页三、倒格子i,j=1,2,3倒格子的定义：倒格子原胞体积：h为整数倒格矢：，n1、n2、n3都是整数。第26页/共43页1.3 晶体的宏观对称性一、点对称操作 对称操作：若一个空间图形经过一空间操作 （线性变换），其性质复原，则称此 空间操作为对称操作正交变换 点对称操作：在对称操作过程中至少有一点保持不动 点对称操作要素：点对称操作凭借的几何要素点：对称中心；线：对称轴；面：对称面第27页/共43页二、晶体的对称轴定理ABDCE：基转角；：对称轴的轴次晶体的对称轴定理：晶体中只有1，2，3，4和6五种 对称轴第28页/共43页三、晶体中八种独立的对称要素 旋转对称轴 Cn（真旋转）C1(1)C2(2)C3(3)C4(4)C6(6)第29页/共43页 旋转反演轴 （旋转与反演的复合操作）或 i或 m=3+i=3+m第30页/共43页S1或CS(m)S2或Ci(i)S3=C3+CSS4S6=C3+Ci 旋转反映轴 Sn（旋转与反映的复合操作）晶体中独立的对称要素：C1(1)、C2(2)、C3(3)、C4(4)、C6(6)、Ci(i)、CS(m)和 S4()第31页/共43页四、点群（32种）Schnflies符号：用主轴脚标表示 国际符号：以特征方向的对称性来表示主轴：Cn、Dn、Sn、T和OCn：n次旋转轴 Sn:n次旋转反映轴 Dn：n次旋转轴加上一个与之垂直的二次轴T：四面体群 O：八面体群 脚标：h、v、dh：垂直于n次轴（主轴）的水平面为对称面v：含n次轴（主轴）在内的竖直对称面d：垂直于主轴的两个二次轴的平分面为对称面第32页/共43页1.4 晶系和Bravais格子一、晶胞与晶胞基矢坐标系 晶胞：既能反映晶格周期性（平移对称性）又能体现晶 体的对称性特征的重复单元 晶胞参量：a、b、c、0 晶胞基矢：、第33页/共43页1.晶向指数二、晶胞基矢坐标系中的方向指数和面指数晶向指数：l m n沿晶向的位移：l、m、n 为互质整数011AD0第34页/共43页等效方向：100等效晶向（等效方向）：l m n 2.晶面指数：TaSbUch、k、l 为互质整数晶面指数：（hkl）0第35页/共43页等效晶面：hkl三、晶系（7个）(101)根据晶体的对称性特征划分(100)(010)(001)等效晶面：1000ABCD第36页/共43页晶系晶系对称性特征对称性特征晶胞参数晶胞参数所属点群所属点群Bravais格子格子三斜三斜 只有只有1或或 ia b c C1、CiP单斜单斜唯一唯一2或或 ma b c=90 C2、CS、C2hP、C正交正交三个三个2或或 ma b c=90D2、C2V、D2hP、C、I、F三方三方唯一唯一3 或或a=b=c=90C3、S6、D3C3V、D3dR四方四方唯一唯一4 或或a=b c=90C4、S4、C4h、D4C4V、D2d、D4hP、I六方六方唯一唯一6 或或a=b c=90=120C6、C3h、C6h、D6、C6V、D3h、D6hH立方立方四个四个3a=b=c=90T、Th、TdO、OhP、I、F第37页/共43页四、Bravais格子（14种）P：简单Bravais格子 C：底心Bravais格子 I：体心Bravais格子 F：面心Bravais格子 R:三方Bravais格子 H:六方Bravais格子 第38页/共43页OrthorhombicPCIFTriclinicPMonoclinicPC第39页/共43页PIFCubicHexagonalHTetragonalPIRhombohedralR第40页/共43页fcc：bcc：立方晶系的基矢00第41页/共43页晶体结构空间点阵基元第42页/共43页感谢您的观看。第43页/共43页
