晶体结构一结晶学基础知识.ppt
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1、晶体结构一结晶学基础知识现在学习的是第1页,共23页1.1 结晶学基础知识结晶学基础知识n晶体结构的定性描述晶体结构的定性描述n晶体结构的定量描述晶体结构的定量描述晶面指数、晶向指数晶面指数、晶向指数现在学习的是第2页,共23页一、晶体结构的定性描述一、晶体结构的定性描述n晶体及其特征晶体及其特征n晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵n晶胞与晶胞参数晶胞与晶胞参数n晶系与点阵类型晶系与点阵类型现在学习的是第3页,共23页晶体:晶体:晶体是内部质点在三维空间成晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体,即晶体是具有格周期性重复排列的固体,即晶体是具有格子构造的固体。子构造的固体。1.晶体及其
2、特征晶体及其特征现在学习的是第4页,共23页1)自范性自范性:晶体具有自发地形成封闭的凸几何多面体外形能力的性晶体具有自发地形成封闭的凸几何多面体外形能力的性质质,又称为自限性又称为自限性.2)均一性均一性:指晶体在任一部位上都具有相同性质的特征指晶体在任一部位上都具有相同性质的特征.3)各向异性各向异性:在晶体的不同方向上具有不同的性质在晶体的不同方向上具有不同的性质.4)对称性对称性:指晶体的物理化学性质能够在不同方向或位置上有规律指晶体的物理化学性质能够在不同方向或位置上有规律地出现地出现,也称周期性也称周期性.5)最小内能和最大稳定性最小内能和最大稳定性 特征:特征:现在学习的是第5页
3、,共23页n晶体格子:晶体格子:把晶体中质点的中心用直线联起来构成的空间格把晶体中质点的中心用直线联起来构成的空间格架即晶体格子,简称晶格。架即晶体格子,简称晶格。n结点:结点:质点的中心位置称为晶格的结点。质点的中心位置称为晶格的结点。n晶体点阵:晶体点阵:由这些结点构成的空间总体称为晶体点阵(空由这些结点构成的空间总体称为晶体点阵(空间格子或空间点阵)。结点又叫阵点。点阵中结点仅有几间格子或空间点阵)。结点又叫阵点。点阵中结点仅有几何意义,并不真正代表任何质点。如图何意义,并不真正代表任何质点。如图1-1所示所示.2.晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵现在学习的是第6页,共23页晶体中质
4、点排列具有晶体中质点排列具有周期性周期性和和对称性对称性 晶体的周期性晶体的周期性:整个晶体可看作由结点沿三个不同的方向按:整个晶体可看作由结点沿三个不同的方向按一定间距重复出现形成的,结点间的距离称为该方向上晶体的一定间距重复出现形成的,结点间的距离称为该方向上晶体的周期。同一晶体不同方向的周期不一定相同。可以从晶体中取周期。同一晶体不同方向的周期不一定相同。可以从晶体中取出一个单元,表示晶体结构的特征。取出的最小晶格单元称为出一个单元,表示晶体结构的特征。取出的最小晶格单元称为晶胞晶胞。晶胞是从晶体结构中取出来的反映晶体周期性和对称性的重复。晶胞是从晶体结构中取出来的反映晶体周期性和对称性
5、的重复单元。单元。现在学习的是第7页,共23页3.晶胞与晶胞参数晶胞与晶胞参数晶胞晶胞晶体中的重复单元,平行堆积可充满三维空间,形成空间晶体中的重复单元,平行堆积可充满三维空间,形成空间点阵点阵n晶胞类型晶胞类型:q固体物理学原胞固体物理学原胞:仅反映周期性最小的:仅反映周期性最小的q结晶学原胞结晶学原胞:反映周期性和对称性,:反映周期性和对称性,不一定是最小的。不一定是最小的。n不同晶体的差别不同晶体的差别:不同晶体的晶胞,其形状、大小可能不:不同晶体的晶胞,其形状、大小可能不同;围绕每个结点的原子种类、数量、分布可能不同。同;围绕每个结点的原子种类、数量、分布可能不同。现在学习的是第8页,
6、共23页图图1-1 晶体点阵及晶胞的不同取法晶体点阵及晶胞的不同取法现在学习的是第9页,共23页n单元应能充分表示出晶体的对称性;单元应能充分表示出晶体的对称性;n单元的三条相交棱边应尽量相等,或相等的数目尽可单元的三条相交棱边应尽量相等,或相等的数目尽可能地多;能地多;n单元的三棱边的夹角要尽可能地构成直角;单元的三棱边的夹角要尽可能地构成直角;1.单元的体积应尽可能地小。单元的体积应尽可能地小。选取结晶学晶胞的原则:选取结晶学晶胞的原则:现在学习的是第10页,共23页晶胞参数:晶胞参数:晶胞的形状和大小可以用晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示,此即晶格个参数来表示,此即晶格特征参数,简称
7、晶胞参数。它们是特征参数,简称晶胞参数。它们是3条棱边的长度条棱边的长度a、b、c和和3条棱条棱边的夹角边的夹角、,如图,如图1-2所示。所示。图图1-2 晶胞坐标及晶胞参数晶胞坐标及晶胞参数现在学习的是第11页,共23页4.晶系与点阵类型晶系与点阵类型晶格特征参数确定之后,晶胞和由它表示的晶格也随之确定,方法是将该晶胞沿三维方向平行堆积即构成晶格。空间点阵中所有阵点的周围环境都是相同的,或者说,所有阵点都具有等同的晶体学位置。布拉菲(Bravais)依据晶格特征参数之间关系的不同,把所有晶体的空间点阵划归为7类,即7个晶系,见表1-1。按照阵点(结点)在空间排列方式不同,有的只在晶胞的顶点,
8、有的还占据上下底面的面心,各面的面心或晶胞的体心等位置,7个晶系共包括14种点阵,称为布拉菲点阵(Bravais lattice)。现在学习的是第12页,共23页表表1-1 布拉菲点阵的结构特征布拉菲点阵的结构特征(table1-1 the structural feature of Bravais lattice)现在学习的是第13页,共23页二、晶体结构的定量描述二、晶体结构的定量描述 晶面指数、晶向指数晶面指数、晶向指数n1.晶面、晶向及其表征晶面、晶向及其表征q晶面晶面:晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的结点平面称为:晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的结点平面称为晶面,即结晶多面体
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