第2章 X射线衍射方向ppt课件.ppt

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1、第二章X射线衍射方向1第二章X射线衍射方向那么晶体的哪些要素对X射线衍射产生影响呢？为此，有须对晶体几何学作一简单介绍。晶体几何学：范围很广，在此只讨论最简单的问题：1.晶体中的原子是如何排列及其排列方式的表示方法!2.不同排列方式会给X射线衍射结果带来什么样的影响。X射线衍射分析：以X射线在晶体中的衍射现象为基础的。衍射分析：可归结衍射方向及衍射强度两方面问题。本章介绍的布拉格方程就是阐明衍射方向的基本理论。2第一节晶体几何学简介3第一节晶体几何学简介晶体：原子、离子或分子在三维空间按一定周期性重复排列所构成的固体物质。不同的晶体，原子、离子或分子

2、的排列方式各不相同，呈现出各种不同的性质。晶体：有单晶、多晶、微晶、纳米晶等。但并不是所有固体都是晶体。单晶体：整个晶体中原子按一定周期性重复排列的。多晶体：许多小单晶按不同取向聚集而成的晶体物质。非晶体(amorphous)：原子排列不规则，近程有序而远程无序的无定性体。如玻璃就是非晶体。4一、空间点阵（1）1.阵点（latticepoint）结构基元：晶体中的原子、离子、分子或其基团在三维空间中作有规则的重复排列，作为基本结构单元的原子、离子或其基团称为结构基元。阵点：为反映晶体中原子排列周期性。用一个几何点表示一个结构基元，此几何点称为“阵点”

3、或“结点”。点阵中任一阵点：都具有完全相同的几何环境与物理化学环境，即阵点应是等同环境的点。5一、空间点阵（2）图2-1空间点阵示意图单位点阵或单胞（晶胞）3.单位点阵或单胞：整个空间点阵可由一个最简单的六面体在三维方向上重复排列而得.称此六面体为单位点阵(unitlattice)或单胞(unitcell)或晶胞。2.空间点阵（space1attice）将相邻结点按一定的规则用线连接，便构成了空间点阵(space1attice)或晶体点阵，简称点阵。acbαβγacbαβγ6一、空间点阵（3）4.基本矢量（单位矢量）：任取一结点为坐标原点，并在空间三

4、方向上选取重复周期a、b、c。矢量a、b、c称为基本矢量或基矢。由3个基矢构成的平行六面体称为单位晶胞或单胞。5.点阵参数或晶格常数:单胞大小和形状：用3个基矢长度a、b、c及相应夹角α、β、γ来表示。a、b、c以及α、β、γ称为点阵参数或晶格常数(latticeconstant或latticeparameter)。7二、晶系晶系点阵常数立方（等轴）cubica=b=cα=β=γ=900正方（四方）tetragonala=b≠cα=β=γ=900斜方（正交）orthorhombica≠b≠cα=β=γ=900菱方（三方）Rhombohedrala=b

5、=cα=β=γ≠900六方hexagonala=b≠cα=β=900、γ=1200单斜monoclnica≠b≠cα=γ=900≠β三斜Triclinic或anorthica≠b≠cα≠β≠γ≠900按照晶体点阵的对称性，划分为七种晶系。每个晶系最多可包括4种点阵。1848年，法国晶体学家布拉菲（Bravais.M.A）推导证实了七种晶系中总共可有14种点阵，称此为“布拉菲点阵”。8三、布拉菲点阵（1）1.立方晶系:（cubic）2.正方晶系（四方）（tetragonal）简单P立方F立方I9三、布拉菲点阵（2）3.斜方晶系：（正交）（orthorh

6、ombic）4.菱方晶系：（三方）简单菱方（rhombohedral）10三、布拉菲点阵（3）5.六方晶系：（hexagonal）6.单斜晶系：monoclnic简单六方11三、布拉菲点阵（4）7.三斜晶系：（triclinic）七种晶系特点：所有结点均位于单胞的角上。12三、布拉菲点阵（5）晶系点阵常数布拉菲点阵点阵符号阵点数结点坐标立方简单立方P1体心立方I2面心立方F4正方简单正方P1体心正方I2斜方简单斜方P1体心斜方I2底心斜方C2面心斜方F4表2-1七个晶系及其所属的布拉菲点阵13三、布拉菲点阵（6）晶系点阵常数布拉菲点阵点阵符号阵点数结

7、点坐标菱方简单菱方R1六方简单六方P1单斜简单单斜P1底心单斜C2三斜简单三斜P1表2-1七个晶系及其所属的布拉菲点阵14四、单胞结点数N－单胞角上结点数，位于单胞角上，属于8个单胞。一个单胞的结点数N可由下式计算：－单胞内结点数，位于单胞内部，完全属于该单胞；－单胞面上结点数，结点位于单胞面上，属于两单胞；15五、单胞的选择原则及结点坐标单胞中结点坐标的表示原则为：以单胞的任一顶点为坐标原点，以与原点相交的三个棱边为坐标轴，用点阵参数(a、b、c)为度量单位。显然，单胞顶点的坐标为000。对同一点阵，单胞的选择原则：“两多一小”1）最能反映点阵对称

8、性，基矢长度相等的要多；2）三个方向基矢为90o角要多；3）晶胞体积要最小。由这些条件选择出的晶胞，其几何关