晶体结构的基本特征优秀PPT.ppt

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1、晶体结构的基本特征晶体结构的基本特征你现在浏览的是第一页，共25页你现在浏览的是第二页，共25页划分平行六面体的基本原则划分平行六面体的基本原则三条规则：三条规则：1 1）对称性原则）对称性原则2 2）直角最多）直角最多3 3）体积最小）体积最小14种布拉维点阵：从所有空间点阵中，可以推导出反映所有空间点阵全部特征的单位平行六面体，只有14种。你现在浏览的是第三页，共25页拓展知识：拓展知识：18551855年法国晶体学家布拉维（年法国晶体学家布拉维（Bravais A,Bravais A,1811-18631811-1863）运用严格的数学方法推导出晶）运用严格的数学方法推导出晶体的空间格子

2、（即：晶体结构中的平移重复体的空间格子（即：晶体结构中的平移重复规律）只有规律）只有1414种，这就是著名的种，这就是著名的1414种布拉维种布拉维格子，它描述了晶体结构中的平移对称。格子，它描述了晶体结构中的平移对称。你现在浏览的是第四页，共25页你现在浏览的是第五页，共25页简单六方点阵简单六方点阵你现在浏览的是第六页，共25页=你现在浏览的是第七页，共25页=你现在浏览的是第八页，共25页二、晶胞概念二、晶胞概念晶体结构中的平行六面体单位，其形状和大小与对应的点阵晶体结构中的平行六面体单位，其形状和大小与对应的点阵中的平行六面体一致。中的平行六面体一致。区别：区别：晶胞由实在的具体质点（

3、等同点）构成。点阵中的平行六面体由晶胞由实在的具体质点（等同点）构成。点阵中的平行六面体由不具有任何的物理化学性质的几何点构成。不具有任何的物理化学性质的几何点构成。联系：联系：点阵由晶体结构抽象而来，不是任意的。点阵由晶体结构抽象而来，不是任意的。晶胞：晶胞：你现在浏览的是第九页，共25页四四 晶体的微观对称和空间群（晶体的微观对称和空间群（space group)space group)宏观对称宏观对称：从晶体外形出发：从晶体外形出发微观对称微观对称：从晶体内部出发：从晶体内部出发1mol1mol6.02106.02102323就晶体内部结构而言，是由结构单元构成的无就晶体内部结构而言，是

4、由结构单元构成的无限图形，因而不仅包含晶体外形出现的宏观对限图形，因而不仅包含晶体外形出现的宏观对称操作，还包括无限图形中特有的称操作，还包括无限图形中特有的平移操作平移操作。NaCl晶体中晶体中Na+和和Cl-之间距离之间距离0.563nm，可以计算出，可以计算出1mm3的的NaCl晶体中含晶体中含71017个个晶胞的小立方体。晶胞的小立方体。你现在浏览的是第十页，共25页1 1 平移轴平移轴进行平移操作时，图形平行于平移轴移动，按进行平移操作时，图形平行于平移轴移动，按一定周期移动后整个图形复原。一定周期移动后整个图形复原。14种布拉维点阵种布拉维点阵问题：平移轴和对称面问题：平移轴和对称

5、面或对称轴组合会产生什么后果？或对称轴组合会产生什么后果？你现在浏览的是第十一页，共25页2 2 螺旋轴和旋转平移螺旋轴和旋转平移定义：旋转和平移的联合操作定义：旋转和平移的联合操作特点：先旋转一定角度再平移而使图形复原。特点：先旋转一定角度再平移而使图形复原。其中：其中：n：轴次：轴次S：1、2、3n1个整数个整数T：平行于旋转轴的直线点阵的基本向量：平行于旋转轴的直线点阵的基本向量你现在浏览的是第十二页，共25页共有共有1111个螺旋轴，个螺旋轴，2 21 1、3 31 1、3 32 2、4 41 1、4 42 2、4 43 3、6 61 1、6 62 2、6 63 3、6 64 4、6

6、65 5。存在左旋和右旋情况。存在左旋和右旋情况。从投影方向看若螺旋方向为逆时针称右旋，反从投影方向看若螺旋方向为逆时针称右旋，反之称为左旋。若一次平移之称为左旋。若一次平移a/2a/2，则不分左右旋。，则不分左右旋。螺旋轴的种类螺旋轴的种类你现在浏览的是第十三页，共25页你现在浏览的是第十四页，共25页你现在浏览的是第十五页，共25页石英结构中的六次螺旋轴石英结构中的六次螺旋轴石英的基本结构可以看成是硅氧四面体在三和六次螺旋轴附近的螺旋链石英的基本结构可以看成是硅氧四面体在三和六次螺旋轴附近的螺旋链。你现在浏览的是第十六页，共25页3 3 滑移面和反映平移滑移面和反映平移先反映后平移或先平移

7、后反映先反映后平移或先平移后反映IIIIIIIIIIII你现在浏览的是第十七页，共25页表表 滑移面滑移面国际符国际符号号滑移方向滑移方向滑移距离滑移距离a a平行平行x x轴轴a a0 0/2/2b b平行平行y y轴轴b b0 0/2/2c c平行平行z z轴轴c c0 0/2/2n n平行晶胞面对角线平行晶胞面对角线（a a0 0b b0 0)/2)/2（c c0 0b b0 0)/2)/2（a a0 0c c0 0)/2)/2d d平行晶胞面对角线平行晶胞面对角线（a a0 0b b0 0)/4)/4（c c0 0b b0 0)/4)/4（a a0 0c c0 0)/4)/4你现在浏览

8、的是第十八页，共25页举例：举例：NaClNaClbbbbaaaab滑移面你现在浏览的是第十九页，共25页晶体中可能出现的对称要素晶体中可能出现的对称要素对称轴对称轴(5)(5)：1 1，2 2，3 3，4 4，6 6倒转轴倒转轴(5)(5)：螺旋轴螺旋轴(11)(11)：2 21 1、3 31 1、3 32 2、4 41 1、4 42 2、4 43 3、6 61 1、6 62 2、6 63 3、6 64 4、6 65 5滑移面滑移面(5)(5)：a,b,c,n,da,b,c,n,d平移轴平移轴(14)(14)：1414种布拉维格子种布拉维格子你现在浏览的是第二十页，共25页空间群空间群空间群

9、空间群：用以描述晶体中原子组合的所有可能方：用以描述晶体中原子组合的所有可能方式，是确定晶体结构的依据。式，是确定晶体结构的依据。230种空间群种空间群：晶体结构中：晶体结构中32个点群和个点群和14种布拉种布拉维点阵的组合得到。维点阵的组合得到。或者：所有宏观对称操作和微观对称操作组合得或者：所有宏观对称操作和微观对称操作组合得到到230种空间群种空间群你现在浏览的是第二十一页，共25页例例1 1 食盐食盐Fm3m:Fm3m:F:F:面心立方点阵面心立方点阵m:m:垂直于垂直于a a方向（方向（100100）晶）晶面面）上有对称面，上有对称面，3 3：立方体对角线上有三次立方体对角线上有三次

10、轴，轴，111111方向方向m:m:垂直于立方体晶胞面对角垂直于立方体晶胞面对角线即平行于线即平行于（110110）晶面上有晶面上有对称面。对称面。你现在浏览的是第二十二页，共25页例例2 2高岭石：高岭石：P1P1空空间群，简单点间群，简单点阵，在阵，在a a方向方向上有一对称上有一对称轴。三斜晶轴。三斜晶系。系。你现在浏览的是第二十三页，共25页7个晶系个晶系旋旋转，反映，倒反，反映，倒反平移平移平移平移轴 螺旋螺旋轴 滑移面滑移面32个点群个点群14种种布拉维布拉维格子格子230个空个空间群群（按照晶胞的特征（按照晶胞的特征对称元素分称元素分类）晶体晶体你现在浏览的是第二十四页，共25页你现在浏览的是第二十五页，共25页