【精品】结构化学之晶体学基础.doc

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1、晶体学基础Thebasicknowledgeofcrystal1ography§1晶体结构的周期性和点阵(Periodicityandlatticesofcrystalstructures)%1.晶体远古时期，人类从宝石开始认识晶体。红宝石、蓝宝石、祖母绿等晶体以其晶莹剔透的外观，棱角分明的形状和艳丽的色彩，震憾人们的感官。名贵的宝石镶嵌在帝•王的王冠上,成为权力与财富的象征，而现代人类合成出来晶休，如超导晶休YBnCuO、光学晶体陥B心、LiNbO,磁学晶体NdFeB等高科技产品，则推动着人类的现代化进程。世界上的固态物质可分为二类，一类是晶态，一类是非晶态。自然界存在大量的

2、晶体物质，如高山岩石、地下矿藏、海边砂粒、两极冰川都是晶体组成。人类制造的金属、合金器材，水泥制品及食品中的盐、糖等都属于晶体，不论它们大至成千万吨，小至毫米、微米,品体中的原子、分子都按某种规律周期性地排列。另一类固态物质，如玻璃、明胶、碳粉、蜩料制品等，它们内部的原子、分子排列杂乱尢章，没有周期性规律，通常称为玻璃体、尢定形物或非晶态物质。品体结构最基本的特征是周期性。品体是山原子或分子在空间按一定规律周期重复排列构成的固态物质，具有三维空间周期性。山于这样的内部结构，晶体具有以下性质：1、均匀性：一块晶体内部各部分的宏观性质相同，如有相同的密度，相同的化学组成。晶体的均匀

3、性来源于晶体山无数个极小的晶体单-位（晶胞）纽成，每个单位里有相同的原子、分子按相同的结构排列1何成。气体、液体和非晶态的玻璃体也有均匀性，但那些体系中原子无规律地杂乱排列，体系中原子的无序分布导致宏观上统计结果的均匀性。2、各向异性：晶体在不同的方向上具有不同的物理性质，如不同的方向具有不同的电导率，不同的折光率和不同的机械强度等。晶体的这种特征，是山晶体内部原子的周期性排列所决定的。在周期性排列的微观结构单元之中，不同方向的原子或分子的排列情况是不同的，这种差异通过成千上万次替加，在宏观体现出各向异性。而玻璃体等非晶态物质，微观结构的差异，山于无序分布而平均化了，所以非晶态

4、物质是各向同性的。例如玻璃的折光率晶体学基础Thebasicknowledgeofcrystal1ography§1晶体结构的周期性和点阵(Periodicityandlatticesofcrystalstructures)%1.晶体远古时期，人类从宝石开始认识晶体。红宝石、蓝宝石、祖母绿等晶体以其晶莹剔透的外观，棱角分明的形状和艳丽的色彩，震憾人们的感官。名贵的宝石镶嵌在帝•王的王冠上,成为权力与财富的象征，而现代人类合成出来晶休，如超导晶休YBnCuO、光学晶体陥B心、LiNbO,磁学晶体NdFeB等高科技产品，则推动着人类的现代化进程。世界上的固态物质可分为二类，一类是晶

5、态，一类是非晶态。自然界存在大量的晶体物质，如高山岩石、地下矿藏、海边砂粒、两极冰川都是晶体组成。人类制造的金属、合金器材，水泥制品及食品中的盐、糖等都属于晶体，不论它们大至成千万吨，小至毫米、微米,品体中的原子、分子都按某种规律周期性地排列。另一类固态物质，如玻璃、明胶、碳粉、蜩料制品等，它们内部的原子、分子排列杂乱尢章，没有周期性规律，通常称为玻璃体、尢定形物或非晶态物质。品体结构最基本的特征是周期性。品体是山原子或分子在空间按一定规律周期重复排列构成的固态物质，具有三维空间周期性。山于这样的内部结构，晶体具有以下性质：1、均匀性：一块晶体内部各部分的宏观性质相同，如有相同

6、的密度，相同的化学组成。晶体的均匀性来源于晶体山无数个极小的晶体单-位（晶胞）纽成，每个单位里有相同的原子、分子按相同的结构排列1何成。气体、液体和非晶态的玻璃体也有均匀性，但那些体系中原子无规律地杂乱排列，体系中原子的无序分布导致宏观上统计结果的均匀性。2、各向异性：晶体在不同的方向上具有不同的物理性质，如不同的方向具有不同的电导率，不同的折光率和不同的机械强度等。晶体的这种特征，是山晶体内部原子的周期性排列所决定的。在周期性排列的微观结构单元之中，不同方向的原子或分子的排列情况是不同的，这种差异通过成千上万次替加，在宏观体现出各向异性。而玻璃体等非晶态物质，微观结构的差异，

7、山于无序分布而平均化了，所以非晶态物质是各向同性的。例如玻璃的折光率是各向等同的，我们隔着玻璃观察物休就不会产生视差变形。3、各种晶休生长中会自发形成确定的多面体外形。晶体在生长过程中自发形成晶而，晶面相交成为晶棱，晶棱聚成顶点，使晶体具有某种多面休外形的特点。熔融的玻璃体冷却时，随着温度降低，粘度变大，流动性变小，逐渐固化成表面光滑的无定形物，工匠因此可将玻璃体制成齐种形状的物品，它与晶体有棱、有角、有晶面的情况完全不同。4、晶体有确定的熔点而非晶态没有。晶体加热至熔点开始熔化，熔化过程中