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1、晶态固体具有长程有序的点阵结构——有规律性，规则排列，各向异性非晶态固体的结构类似液体，只在几个原子间距的量程范围内或者说原子在短程处于有序状态，而长程范围原子的排列没有一定的格式——无规律性，不规则排列，但各部分性质相同材料化学材料化学的理论基础2.晶体材料的微观结构2.1空间点阵晶体内的原子、离子、分子在三维空间作规则排列，即相同的部分具有直线周期平移的特点。2材料化学材料化学的理论基础空间点阵学说一个理想晶体是由全同的称作基元的结构单元在空间无限重复而构成。基元可以是原子、离子、分子，晶体中的所有基元是等同的，即它们的组成、位形和取
2、向都是相同的。因此，晶体的内部结构可抽象为由一些相同的几何点在空间作周期性的无限分布，几何点代表基元的某个相同位置，点的总体就称作空间点阵，简称点阵。3材料化学材料化学的理论基础••••••••••••••••点阵空间点阵是实际晶体结构的数学抽象,是一种空间几何构图.它突出了晶体结构中微粒排列的周期性的基本特点。构成晶体的物理实体——微粒，与点阵结合才能成为晶体。点阵＋基元＝晶体结构4材料化学材料化学的理论基础（a）(b)点阵图图（a）表示含有两个原子的基元，图（b）中黑点组成点阵，黑点称作阵点每个黑点上安置上具体的基元，就得到了晶体结构
3、5材料化学材料化学的理论基础点阵是一种数学抽象,用来概括晶体结构的周期性。整个晶体结构可看作由代表基元的点沿空间三个不同的方向，按一定的距离周期性地平移而构成。因此空间点阵是由点阵矢量R联系着诸点列阵。R=n1a1+n2a2+n3a3a1,a2,a3代表三个方向上的点阵基矢[量]或晶格基矢[量]n1,n2,n3是一组整数6材料化学材料化学的理论基础结论点阵概括了理想晶体的结构上的周期性，而这样的理想晶体实际上并不存在。只有在绝对零度下，在忽略了表面原子和体内原子的差别和忽略了体内原子在排列时具有少量的不规则性时理想晶体才是实际晶体的较好的
4、近似。7材料化学材料化学的理论基础2.2晶向、晶面和它们的标志空间点阵的阵点可以看成分列在一系列相互平行的直线系上,这些直线系称为晶列.晶列红蓝两色表示两个不同的晶列同一个点阵可以形成方向不同的晶列.每一个晶列定义一个方向,称为晶向.8材料化学材料化学的理论基础一个阵点沿晶向到最近的阵点的位移矢量l1a1+l2a2+l3a3晶向可用l1,l2,l3标志，写成[l1l2l3]空间点阵的阵点还可以从各个方向被划分成许多组平行且等距的平面点阵。这些平面点阵所处的平面称为晶面。9(100)(110)(111)晶面示意图材料化学材料化学的理论基础a
5、3a1a1a1a3a3a2a2a2晶面特点:(1)晶面族一经划定,所有阵点全部包含在晶面族中(2)一族晶面平行且两两等距10材料化学材料化学的理论基础密勒指数——不同晶面的标志确定方法:设想选一个点为原点,并作出a1,a2,a3的轴线.所有阵点都在晶面系上,所以必然有一晶面通过原点,其他晶面既然相互等距,将均匀切割各轴.若从原点顺序地考查一个个面切割第一轴的情况,显然必将遇到一个面切割在+a1或-a1,因为在±a1存在着阵点.假设这是从原点算起的第h1个面,那么晶面系的第一个面的截距必然是的±a1分数,可写成a1/h1(h1为正或负整数)
6、11材料化学材料化学的理论基础同样,其它两个轴的第一个面截距分别为a2/h2和a3/h3（h1,h2,h3）就是晶面系的标记,称为密勒指数｜h1｜,｜h2｜,｜h3｜表明等距的晶面，分别把基矢｜a1｜(或-a1),｜a2｜(或-a2),｜a3｜(或-a3)分割成若干个等份。若晶面系和某一个轴平行，截距将为∞,密勒指数为零。123.平面点阵(晶面)指标(hkl):材料化学材料化学的理论基础立方晶格的几个晶面示意图14材料化学材料化学的理论基础计算表明,密勒指数小的晶面系,其晶面有较大的间距,这样的晶面也是原子比较密集的晶面(因单位体积中原子
7、数目是一定的,晶面越稀疏,每个晶面上的原子必定更多).这是常见的晶面.晶面间距：d(hkl)15五.晶体参数相关的计算公式材料化学材料化学的理论基础2.3点群和空间群1.点群晶体的普遍特征:匀质具有多面体外形物理性能上的各向异性本质：晶体具有对称性晶体宏观对称性是晶体内部微观结构对称性的必然表现。17材料化学材料化学的理论基础（a）圆(b)正方形(c)等腰梯形(d)不规则四边形分析:（1）图形旋转（a）（b）（c）之间不同程度的对称，不能区别（c）（d）之间的差别对称性18材料化学材料化学的理论基础(2)按一条直线作左右反射概括宏观对称性
8、的系统方法考查物体在几何变换(旋转和反射)下的不变性对称操作：一个物体在某一变换下不变,这个变换即为物体的对称操作。19材料化学材料化学的理论基础说明物体的对称性——列举它的全部对称操作对称元
