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1、1第一章晶体结构CrystalStructure§1.1晶体的宏观特征§1.2晶格实例§1.3晶体的周期性§1.4晶向与晶面§1.5倒格子§1.6晶体的对称性对称操作§1.7晶系布拉伐格子2WilliamHenryBragg(1862-1942)WilliamLawrenceBragg(1890-1971)BritishscientistWilliamHenryBraggpioneeredsolid-statephysics,andconductedearlyandimportantresearchonthedeterminationofcrystalstru
2、ctures.In1912hisson,physicistLawrenceBragg,discoveredtheBragglawofX-raydiffraction,andafterthistheBraggs,fatherandson,workedtogethertodesignthefirstionizationspectrometer,predecessorofmodernx-rayandneutrondiffractometers.Withthismachinetheyobservedandanalyzedthemolecularstructureofc
3、rystals,establishingthenewfieldofX-rayanalysisofcrystalstructure,andin1915theybecamethefirstandonlyparentandoffspringtoshareaNobelPrizeforthesamework.3§1.1晶体的宏观特征各种晶体由于其组分和结构不同,因而不仅在外形上各不相同,而且在性质上也有很大的差异,然而一切晶体又都具有一些仅决定于其内部结构的宏观特征.1.自范性。晶体物质在适当的结晶条件下都能自发地成长为单晶体,发育良好的单晶体均以平面作为它与周围物质的
4、界面,而呈现凸多面体。晶体外形图4§1.1晶体的宏观特征2.晶面角守恒定律。同一种晶体在相同的温度和压力下，其对应晶面之间的夹角恒定不变。aabacacbabccb石英晶体若干外形图a、b面:141o47´b、c面:120oa、c面:113o08´5§1.1晶体的宏观特征氯化钠晶体若干外形图晶面的大小和形状并不是表征晶体类型的固有特征6§1.1晶体的宏观特征3.解理性。当晶体受到敲打、剪切、撞击等外作用时，可有沿某一个或几个具有确定方位的晶面劈裂开来的性质。劈裂的晶面称为解理面。4.各向异性。晶体的物理性质（压电、光学、磁学、热学等）随观测方向而变化的现象称为
5、各向异性。5.均匀性。由于晶体的周期性，从宏观上看，晶体的物理性质不随晶体部位的改变而改变。6.对称性。晶体宏观性质（几何外形和物理性质）在不同方向上有规律重复的现象称为晶体的对称性。7§1.1晶体的宏观特征7.最低内能与固定熔点。放热气态、液态或非晶态晶体物质吸热表明晶体的内能最低晶体的熔点是一定的,晶态固体的长程序解体时对应着一定的熔点.非晶态固体因为没有长程序，故也就没有固定的熔点。8§1.1晶体的宏观特征T非晶体T晶体0t晶体与非晶体的加热曲线9§1.2晶格实例1.2.1晶格(lattice)1.定义:晶体中原子排列的具体形式称为晶体格子,简称为晶格.
6、2.不同晶体之间,只要原子规则排列形式相同,只是原子间距不同,则具有相同的晶格结构(Cu和Ag,Ge和Si).10§1.2晶格实例1.2.2同一种原子的晶格1.简立方(SimpleCubic)二维正方排列简立方没有实际晶体具有简立方晶格结构,但一些更复杂的晶格可在简立方晶格基础上加以分析.11§1.2晶格实例2.体心立方(bcc:body-centeredcubic):Li,Na,K,Rb,Cs,Fear1.300=Δ体心立方单元堆积方式原子球不是紧密靠在一起的:(4r)2=3a20∴Δ=a-2r=0.31r0012§1.2晶格实例3.密堆积(close-pa
7、ckedstructure)六角密排面心立方六角密积的排列顺序为:ABAB...,(Be,Mg,Zn,Cd)立方密积的排列顺序为:ABCABC...(Cu,Ag,Au,Al)13§1.2晶格实例密堆积典型单元六角密积单元面心立方单元hexagonalclose-packedface-centeredcubic14§1.2晶格实例4.金刚石结构(diamondstructure):金刚石,Si,Ge从面心立方单元的中心到顶角引8条对角线,在其中互不相邻的4条对角线的中点各加一原子每个原子有4个最近邻,它们正好在一个正面体的顶角15§1.2晶格实例1.2.3化合物
8、晶体结构1.NaCl型结构:Cl-和N
