《晶体几何学基础》PPT课件

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1、2－2晶体几何学基础晶体结构与空间点阵晶体的晶面和晶向第二章X射线衍射方向晶体几何学基础固体物质的分类晶体准晶体非晶体晶体的定义：晶体是由许多质点（包括原子、离子或原子团）在三维空间呈周期性排列而形成的固体。（长程有序）对称性：晶体的宏观外形和内部微观结构都具有特定的对称性。均一性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。各向异性：晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。封闭性：晶体是由多个晶面组成的有限封闭体。自由能最小：在平衡条件下，晶体相是自由能最小的物相。晶体的物理特点金刚石锗酸铋邻苯二甲酸氢典型的晶体形态典型的晶体形态空间点阵为了反映原子排列的周期性，用几何点（

2、结点）代替原子或原子团。这些结点在三维空间的周期性排布与晶体中的原子或原子团的排布完全相同。所有结点的几何环境和物理环境是相同的。晶体结构＝空间点阵＋结构基元(原子或原子团)空间点阵示意图晶体结构和空间点阵之间的关系空间点阵是从晶体结构中抽象出来的几何图形，它反映晶体结构最基本的几何特征。将原子安放在布拉菲点阵的结点上即形成晶体结构。(d)甲烷晶体四种具有面心立方点阵的晶体晶体结构空间点阵的选取：反映晶体结构的周期性和对称性。空间点阵二多一少（等长度轴要多，直角要多，晶胞体积要小）晶胞的选取原则5BravaisLatticein2DPPNPSquarea=b=90

3、ºRectangularab=90ºCenteredRectangularab=90ºHexagonala=b=120ºObliqueab90º5BravaisLatticein2D晶胞：在空间点阵中，能代表空间点阵结构特点的小平行六面体，反映晶格特征的最小几何单元。整个空间点阵可由晶胞作三维的重复堆砌而构成。一个晶胞的典型结构晶胞结构Latticeparameters:a,b,c;a,b,g7CrystalSystemsThe14BravaisLattices七大晶系、14种Bravais点阵晶系单胞特征Bravais点阵三斜abc,简单三斜a

4、bg90单斜abc,简单单斜ag90=b底心单斜正交abc,简单正交，底心正交a=b=g=90体心正交，面心正交三角a=b=c,简单三角a=b=g<12090,60四方a=bc,简单四方a=b=g=90体心四方六角a=b,六角b=g=90,a=120立方a=b=c,简单立方，体心立方a=b=g=90面心立方晶系最低特征对称素晶胞形状三斜单斜正交三角四方六角立方无对称素一个二次对称轴三个互相垂直的二次对称轴一个三次对称轴一个四次对称轴一个六次对称轴四个三次对称轴任意的平行六面体直立的平行六面体矩形的平行六面体菱形，或与六角晶系的

5、晶胞相同直立的柱体，底部为正方形直立的柱体，底部为菱形立方体七大晶系所要求最低的对称性SimpleCubicLatticeCaesiumChloride(CsCl)isprimitivecubicDifferentatomsatcornersandbodycenter.AlsoCuZn,CsBr,LiAgCoordinate：（000）BCCLattice-Ironisbody-centeredcubicIdenticalatomsatcornersandbodycenter(nothingatfacecenters)AlsoNb,Ta,Ba,Mo...Coord

6、inate：（000）（1/2,1/2,1/2）FCCLatticeCoppermetalisface-centeredcubicIdenticalatomsatcornersandatfacecentersalsoAg,Au,Al,Ni...Coordinate：（000）（1/2,1/2,0）(0,1/2,1/2）(1/2,0,1/2）e.g.NaClNaatcorners:(81/8)=1Naatfacecentres(61/2)=3Clatedgecentres(121/4)=3Clatbodycentre=1Unitcellcontentsare4(

7、Na+Cl-)晶胞与原子关系萤石结构（CaF2）氯化钠结构(NaCl)晶体结构辉钼矿的化学成分：MoS2,Mo59.94%，S40.06%；辉钼矿的特征：铅灰色，金属光泽，硬度低，底面解理极完全，比重大，光泽强。晶体结构石墨的晶体结构金刚石的晶体结构C60的晶体结构晶体结构石墨金刚石C60晶体结构X衍射图谱晶面指数与晶向指数晶向：晶体中的某些方向，涉及到晶体中原子的位置，原子列方向，表示的是一组相互平行、方向一致的直线指向。晶面：晶体中原子所构成的平面。晶体结构中的晶向和晶面相当于空间点阵中的结点直线和结点平面，国际上通用的是用密勒指数表示晶面及晶向。步骤a.建