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1、第九章晶体结构1晶体结构一、晶体与晶体基本特性二、晶体结构三、晶体结构的对称性四、密堆积原理和金属晶体结构六、其他类型晶体的结构五、离子键与离子晶体的结构七、晶体的x射线衍射2一、晶体与晶体性质固态物质按分子（原子、离子）的空间排列的有序和无序分为晶体和无定形体两大类。所谓有序，是指分子（原子、离子）在空间呈周期性有规律的排列。自然界绝大多数固体都是晶体。研究晶体的组成、结构和性质之间的关系的科学称为结晶化学，包括晶体学、X射线结构分析、晶体化学和晶体物理学。3同一性（或均匀性）。晶体中各部分的性质是完全均匀一致、相同的。各向异性。同一晶体在不
2、同方向上具有不同的性质。自范性。晶体在适宜条件下，能自发地形成封闭的几何多面体外形。对称性。晶体的微观空间结构是对称的，宏观外形也一般具有或多或少的对称性。固定的熔点。晶体的性质4晶体的基本特征从微观上说，晶体最基本的特征就是原子、分子或离子在空间周期性地有序排列。晶体结构的周期性是晶体和非晶体最本质的区别。晶体：具有微观周期性结构的固体。5二、晶体结构空间点阵与晶体结构晶系6我们可以用一系列几何点在空间的排布来模拟晶体中微粒的周期性排布规律。点阵：由无数个没有大小、没有质量、不可分辨的几何点，按照一定的重复规律排布得到的几何图形。点阵理论：用
3、点阵的性质来探讨晶体的几何结构的理论。(1)点阵结构1.空间点阵与晶体结构7相当点可选每一结构基元的任何位置，但其成分、环境应完全一致。平移：使点阵中所有阵点在同一方向上移动同一距离的操作。移动一个单位矢量后，点阵完全复原。阵点的个数是无限的，否则不能满足周期性要求。直线点阵(点)阵点基本周期←a→基本向量或素向量8结点平面格子二维点阵910各类点阵通过与其相应的单位矢量的平移，即可回复原状，简称复原。每一单位的顶点、棱上阵点、面上阵点和内部阵点对每个单位的贡献分别为1/8、1/4、1/2和1。包含一个阵点的单位称为素单位，包含一个以上阵点的称
4、为复单位。对称性高、含阵点较少的单位称为正当单位。三维点阵结点空间格子或单位11(2)点阵结构与晶体原子、离子或分子按点阵排布的固体。晶体：具有微观周期性结构的固体。点阵模型阵点空间点阵平面点阵直线点阵素单位复单位晶体结构结构基元晶体晶面晶棱素晶胞复晶胞每个阵点代表晶体中基本的结构单元，可以是离子、原子、分子或配合离子等。12几类典型的晶体结构氯化钠氯化铯立方硫化锌石墨金刚石六方硫化锌碳酸钙金红石氟化钙13晶体外形是有限的。但整个晶体中的原子数是非常巨大的，而边缘上的原子是极少数，因而可近似作点阵结构处理。晶体中的微粒总是在作振动运动，破坏了结
5、构的周期性。但振幅很小。晶体中可能有杂质、缺陷和位错。严格地说，晶体不是点阵结构用点阵理论来描述晶体只是一种较好的近似14(3)晶面指数由于点阵面必须通过阵点，所以OA/a、OB/b、OC/c必为整数。Miller指数立方晶体的几组晶面15162.晶系七大晶系根据边长和交角的不同，空间点阵的单位可分为7种。－七种晶胞。晶胞最能代表晶体的性质，其形状可作为晶体分类的根据。－七类晶体、七大晶系。七大晶系都有各自的特征对称元素。17七大晶系18七大晶系十四种空间格子192.晶体的宏观对称性三、晶体结构的对称性1.晶体对称性的特点晶体结构都是对称的（平
6、移对称）;晶体的对称是有限的;晶体的对称既体现在外形上，也体现在性质上。仅对“有限的晶体图形”(宏观晶体)所施行的对称变换，称宏观对称变换；借以动作的几何要素即宏观对称要素①对称中心：国际符号:i，操作：I20●轴次定理：晶体中只有1、2、3、4、6轴次②对称面：国际符号：m,操作：M③对称轴：n，操作：LABCDEFAC=BD=AB,CD=K•AB(K为整数)CD=CE+EF+FD=AC•cos(180-)+AB+BD•cos(180-)=AB(1-2cos)即K=1-2cos,cos=(1-K)/2K>33210-1<-1CO
7、Sa=(1-K)/2<-1-1-(1/2)01/21>1a─180o120o90o60o0o,360o─21④反轴：，但独立的仅4重反轴；操作：IL,121234561212346=3+m1234566'22Cn：n=1,2,3,4,6；Cnv：C2v,C3v,C4v,C6v;Cnh：C1h＝CS,C2h,C3h,C4h,C6h；Sn：S3与C3h等同，不重复计算，只有S2＝i,S4,S6;Dn：D2,D3,D4,D6；Dnh：D2h,D3h,D4h,D6h；Dnd：含σd，使转轴次扩大一倍，故只有D2d,D3d高阶群：T,Td,Th,O,Oh
8、。3.晶体学点群正五边形无法覆盖整个平面晶体只具有八种独立对称元素：1(E),2,3,4,6,m,i,23晶体学点群国际记号各个位序代表的方向2425
