《晶体与性质》ppt课件

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1、第一章矿物学与结晶学1概述1.1矿物的概念天然产出；是各种地质作用和天体作用的产物；具有一定的化学成分；具有一定的内部结构；是岩石矿石的基本组成组分；在一定的物化条件下稳定；质地均一的单质或化合物。矿物形式:固态、液态、气态。矿物为无机物。1.2矿物的利用古代—现代应用历史回顾三万年前——古罗马人用燧石取火三千年前——武器三至五世纪—商人河边过夜，扬州玻璃衣片石器————武器、医学铜器————戈、矛、刀、剑钢铁————刀、矛、枪、炮、研磨材料原子————原子弹、氢弹、镜头、夜光漆纳米————美国、日本、中国

2、、艺术石住—建筑及装饰材料，陶瓷器械，玻璃器械，抗菌冰箱，防辐射彩电，保温材料行—铁轨，机车，船舶，飞机，汽车，宇宙飞船，自行车其它—牙膏、麦饭石、蒙脱石、蓝石棉防腐、CMC、钾肥国防高纯超细SiO2—制导系统陶瓷—长石、石英常用原料特种陶瓷（发动机、芯片、基片），新材料（天线、环保、功能）生活食—石盐，铁，磷，钙衣—防火服，抗菌衬衫，宝石，玉石，金银矿物的利用：①直接利用矿物本身的特性（物化性质）②从矿物中提取有用元素（化学成分）1.3矿物学的现状和任务现状：表面特征的描述—矿物的形成条件、标型特征和物理

3、性质—直接观察晶体结构—微区研究（新阶段）任务：化学成分——晶体结构——物理性质——用途2晶体和非晶质体2.1概念晶体：具有格子构造的固体非晶质体：不具有格子构造的物质晶体－－过去看法：具有规则的几何多面体外形……氯化钠晶体结构本质：氯化钠晶体－－－－立方体的外形。1mm3＝1018—1019。X—衍射分析：每个小立方体中质点排列的方式是完全相同的。Cl-离子Na+离子氯化钠晶体结构可以看出：三方向，Cl-与Na+是每隔0.563nm的距离重复一次。内部结构：Cl-离子和Na+离子在三维空间均成周期性重复的

4、规则排列而构成一种格子状的构造。晶体定义：晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体；或者说，晶体是具有格子构造的固体。相应地，内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体，便称为结晶质晶体的分布极为广泛，不只局限于矿物的范畴。3晶体的空间格子规律晶体的格子构造决定晶体各项性质。晶体结构的格子构造规律（氯化钠）：选择一个几何点——等同点——空间点阵石盐中的点阵图（黑点表示等同点）发现等同点的图形：同一晶体，得出的等同点的空间分布，是一致的。等同点则称为阵点或结点，点阵中各个结点在空间的分布规律，体现了相应结

5、构中质点排列的重复规律。等同点（结点）石盐晶体结构的空间格子结点在三维空间周期性重复这一性质，体现了一切晶体所共有的基本特性。空间格子：由结点在三维空间做周期性重复排列构成的无限图形。3.1空间格子的要素①结点—是空间格子上的等同点（几何点）。无物理化学意义。②行列—分布在同一直线上的结点构成一个行列。③面网—联接分布在同一平面内的结点则构成一个面网。④平行六面体—由三条不共面的行列及与此三行列相应地平行行列便将整个空间格子划分成一系列平行叠置的六面体。平行六面体即是空间格子的最小单位，称为单位平行六面体。

6、在单位平行六面体划分出来的相应单位，称为晶胞3.2十四种空间格子同一个空间点阵，划分平行六面体的方式是多种多样的。选择平行六面体的原则：①所选平行六面体的对称性应符合整个空间点阵的对称性。②选择棱与棱之间直角关系为最多的平行六面体③所选平行六面体之体积应最小。④当对称性规定棱间的交角不能为直角关系时，应选择结点间距小的行列作为平行六面体的棱，且棱间的交角接近于直角的平行六面体。单位平行六面体，a、b、c、、、是表征它本身形状、大小的一组参数，称为格子参数或点阵参数。cab单位平行六面体参数单位平

7、行六面体与坐标轴的关系：棱交角＝坐标轴之间交角。a、b、c＝轴单位。a、b、c、、、关系有七种情况，与单位平行六面体七种格子相对应。3.2.1立方格子a=b=c===90o3.2.2三方格子a=b=c==≠90o，60，109o28'16"菱面体格子中α为特殊角度时，演变成的三种立方体格子3.2.3四方格子a=b≠c===90o3.2.4六方格子a=b≠c==90o=120o3.2.5正交格子a≠b≠c===90o3.2.6单斜格子a≠b≠c==90o≠90o3.2

8、.7三斜格子a≠b≠c≠≠≠90o结构中代表各类等同点的结点在空间的排列方式来说，格子的种类有、且只有上述十四种。按结点位置，可有四种不同的类型：P——原始格子（角顶）C——底心格子（角顶、顶底面）I——体心格子（角顶、体心）F——面心格子（角顶、每个面）十四种形式的空间格子〔布拉维(Bravais)格子〕4晶体的基本性质基本性质①最小内能：②稳定性：③对称性：④异向性：⑤均一性：⑥自限性：5非晶质体非晶质