第一章 结晶学基础ppt课件.ppt

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1、§1.1晶体的基本概念与性质§1.2晶体的宏观对称性§1.3晶体的对称分类§1.4晶体的理想形状§1.5晶体定向和结晶符号§1.6晶体结构的基本特征§1.7晶体化学基本原理第一章结晶学基础晶体生长学：研究晶体发生、成长机理和晶体的合成。几何结晶学：研究晶体外形的几何规律。晶体结构学：研究晶体结构的几何规律、结构型式和构造的缺陷。晶体化学：主要研究晶体的化学成分和晶体结构的关系，并进而探讨成分、结构与其性能和生成条件的关系。晶体物理学：研究晶体的物理性质及其产生机理。结晶学的主要研究内容晶体的基本概念晶体的基本性质返回首页§1.1晶体的

2、基本概念与性质1、晶体晶体的研究首先是从研究晶体几何外形的特征开始在古代，无论中外，都把具有规则的几何多面体形态的水晶称为晶体凡是具有（非人工琢磨而成）几何多面体形态的固体都称之为晶体以上两种定义都是不正确的一、晶体的基本概念1912年，X射线晶体衍射实验成功，对晶体的研究从晶体的外部进入到晶体的内部，使结晶学进入一个崭新的发展阶段。现已证明，一切晶体不论其外形如何，它的内部质点（原子、离子或分子）都是在三维空间有规律排列，主要表现为同种质点的周期重复，构成了所谓的“格子构造”。所有晶体都具有格子构造——晶体的共同特点。Cl-Na+晶

3、体的正确的定义：晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体；或者说晶体就是具有格子构造的固体。石盐晶体结构2、空间点阵兹以氯化铯（CsCl）的晶体结构为例。无论Cl-或Cs＋在晶体结构的任何一方向上都是每隔一定的距离重复出现一次。为了进一步揭示质点周期性重复的规律，我们可以对它作某种抽象。先在结构中选出任一几何点，这个点可以取在阴或阳离子的中心，也可以取它们之间的任意一点，然后在结构中找出与此点相当的几何点，称为“相当点”。相当点的条件是：⑴如果原始几何点是取在质点的中心，则相当点所占的质点的种类应是相同的，也就是占据同种质点的中

4、心；⑵这些质点周围的环境以及方位应是相同的，也就是说这些质点周围相同的方向上要有相同的质点。相当点可以简单的定义为晶体结构中物质环境和几何环境完全相同的点，也称“等同点”。在氯化铯的晶体结构中，无论原始点选在Cl－还是Cs＋的中心，或者其它任何地方，找出的相当点的分布相同。相当点的分布可以体现晶体结构中所有质点的重复规律。相当点在三维空间作规则排列而成的格子状几何图形称为“空间点阵”或“空间格子”。为研究晶体内部质点的重复规律不受晶体大小限制，设想空间点阵为无限图形。空间点阵3、空间点阵要素⑴结点：空间格子中的点，代表晶体结构中的相当

5、点，只具几何意义，不代表任何质点。但在实际晶体中，结点的位置可以被同种质点所占据。⑵行列：结点在直线上的排列即构成行列。行列中相邻结点间的距离称为该行列的结点间距。同一行列或彼此平行的行列上结点间距相等；不同方向的行列，其结点间距一般不等。行列⑶面网：结点在平面上的分布构成面网。面网上单位面积内结点的数目称为网面密度。互相平行的面网，网面密度相同；不平行的面网，网面密度一般不等。相互平行的相邻两面网之间的垂直距离称为面网间距。面网⑷平行六面体：是空间格子在三维空间上可以划出的最小重复单位。由八个结点、六个两两平行而且相等的面组成。平行

6、六面体4、非晶质体有些状似固体的物质如玻璃、琥珀、松香等，它们的内部质点不作规则排列，不具有格子构造，称为非晶质体或非晶体。从内部结构看，非晶体中质点的分布颇似于液体，严格地说，它们不是固体，是过冷液体。只有晶体才能称为真正的固体。1985年在电子显微镜研究中，发现了一种新的物态，其内部结构的具体形式虽然仍在探索之中，但从其对称性可见，其质点的排列应是长程有序，但不体现周期重复，不存在格子构造，人们把它称为准晶体。5、准晶体1、自限性：是指晶体在适当条件下可以自发地形成几何多面体的性质。晶体通常被平的晶面所包围，晶面相交成直的晶棱，晶

7、棱汇聚成尖的角顶。晶体的多面体形态，是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列及结点相对应。一切晶体所共有的，并且是由晶体的格子构造所决定的性质，称为晶体的基本性质。二、晶体的基本性质2、均一性：由于晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，质点的分布一样，故晶体的各部分的物理化学性质相同。非晶体也具有均一性。但非晶体不具格子构造，其均一性是统计的、平均近似的均一，称为统计均一性；而晶体均一性取决于格子构造，称为结晶均一性。两者有本质区别。3、异向性：同一晶体的格子构造中，在不同方向上质点的

8、排列一般不同，晶体的性质也就随着方向的不同而有所差异。如蓝晶石的硬度、云母的解理、石英折射率等。4～4.56～7蓝晶石晶体的硬度4、对称性：是指某种相同的性质在不同的方向或位置上作有规律地重复。对称性是晶体非常重要的性质