第一章 结晶学基础

《第一章 结晶学基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章结晶学基础大纲要求：掌握晶体及其基本性质；掌握晶体的对称及晶体的分类；熟悉晶体的理想形态和实际形态；熟悉晶体的定向及晶面符号、了解晶带及单形符号；熟悉双晶。第一章结晶学基础第一节晶体及其基本性质第二节晶体的对称及晶体的分类第三节晶体的理想形态第四节晶体的定向和晶面符号第五节双晶的连生自然界的物质，按照结晶质点排列方式划分：结晶质（晶体）：非晶质：准晶：晶体的规则几何外形是其内部质点规则排列的反映，整个晶体就是由很小的有规则形状的晶体格子堆砌起来的。第一节晶体及其基本性质一、晶体及其相关的概念1985年在电子显微镜研究中发现的一种新物态，其内部结构的具体形式虽然仍在

2、探索之中，但从其对称性可知，其质点的排列应是长程有序，但不体现周期重复，即不存在格子构造，人们把它称为准晶体。是内部质点（原子、离子或者分子）在三维空间作周期性重复排列的固体物质，或者称内部具有格子状构造的固体。凡内部质点不能在三维空间作重复性周期排列的物质为非晶质。如玻璃、琥珀、松香等。方解石晶体（冰洲石）CaCO3常见的矿物晶体展示石英晶体（SiO2）黑云母晶体黄铁矿晶体结晶质：菱锰矿结晶质：白铅矿一、晶体及其相关的概念第一节晶体及其基本性质1.结晶质：是内部质点（原子、离子或者分子）在三维空间作周期性重复排列的固体物质，或者称内部具有格子状构造的固体。结晶质的特点

3、：内部结构（质点）具有周期性重复，即具有格子构造。格子构造=空间格子空间格子：表示晶体结构周期重复规律的简单几何图形。第一节晶体及其基本性质第一节晶体及其基本性质第一节晶体及其基本性质第一节晶体及其基本性质2.非晶质：凡内部质点不能在三维空间作重复性周期排列的物质为非晶质。如玻璃、琥珀、松香、蔗糖等。特点：A：在非晶质体的各个部位上，没有任何两部分的内部结构是完全相同的；B：非晶质体的内部质点在不同方向上的排布状况无任何规律可循；C：在外形，非晶质体在任何条件下都不可能自发地长成规则的几何多面体外形。一、晶体及其相关的概念非晶质：琥珀晶体与非晶体的区别：第一节晶体及其基

4、本性质①在内部结构上：晶体具有格子状构造，质点的排列既具有短程有序性，又具有长程有序性；非晶质体则不具有格子状构造，质点的排列只具有短程有序性，不具有长程有序性。②外形上：晶体具有规则几何多面体形状，非晶质体为无定形体。③在物性上：非晶质体不具有确定的熔点。④在分布上：由于晶体比非晶体稳定，所以晶体的分布更广泛，自然界的固体物质绝大多数是晶体。一、晶体及其相关的概念3.准晶体（quasicrystal）第一节晶体及其基本性质是一种内部结构由多级呈自相似的配位多面体在三维空间作长程定向有序分布的固体。1984年由以色列化学家DanielShechtman和Cahn以及我国

5、的叶恒强和郭可信分别确定的一种新的物质的凝聚态。是在研究快速冷凝的Al2Mn和（Ti0.9V0.1）2Ni合金中各自发现的。其内部结构的具体形式虽然仍在探索之中，但从其对称性可知，其质点的排列应是长程有序，但不体现周期重复，即不存在格子构造，人们把它称为准晶体。DanielShechtman获得了2011年诺贝尔化学奖。一、晶体及其相关的概念它可具有晶体所不能有的5次或高于6次的对称。二、晶体的空间格子第一节晶体及其基本性质空间格子最基本的特征:质点在三维空间作有规律的周期性重复排列。表示晶体内部构造中质点重复规律的几何图形。1.空间格子：NaCl晶体结构中，沿立方体棱

6、的方向，Na＋和Cl－相间排列，每隔0.56402nm重复一次，在面对角线方向，以0.39882nm重复一次等等。第一节晶体及其基本性质二、晶体的空间格子2.空间格子的组成要素第一节晶体及其基本性质1）结点:空间格子中的点,代表具体晶体结构中的相当点.2）行列:结点在直线上的排列。3）结点间距：每一行列上相邻结点之间的距离称为结点间距。二、晶体的空间格子2.空间格子的组成要素第一节晶体及其基本性质4）面网:结点在平面上的分布。面网间距：平等且相邻的二面网间的垂直距离称面网间距。面网密度：面网中单位面积内结点的数目称为面网密度。二、晶体的空间格子面网AA’间距d1面网BB

7、’间距d2面网CC’间距d3面网DD’间距d4面网间距依次减小，面网密度也是依次减小的。所以：面网密度与面网间距成正比。★平行六面体（晶胞）:结点在三维空间形成的最小单位（晶胞参数：a,b,c;α,β,γ，也称为轴长与轴角）。abcγ第一节晶体及其基本性质二、晶体的空间格子平行六面体的选择原则:①要反映其整体的对称性。②平行六面体中棱与棱之间尽可能平行或垂直。③其体积应最小。第一节晶体及其基本性质二、晶体的空间格子平行六面体可具有各种不同的形状，各种形状的平行六面体的晶胞参数怎么样？我们以后将会看到，平行六面体的形状一共有7种，对应有