矿物材料现代测试技术武汉理工大学2X射线分析1

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1、第一部分X射线衍射分析1武汉理工大学资环学院管俊芳第二章.晶体结构概述（与X射线分析相关的)1晶体结构基本特点2空间格子3面网及面网的表示4面网间距5晶胞中的原子个数及晶胞体积6晶体结构描述7晶体结构化学式的计算2武汉理工大学资环学院管俊芳1晶体结构基本特点（1）1）空间格子(spacelattice)三维空间内成周期性重复排列。表示其规律性重复的几何图案即为空间格子。2)单位晶胞（unitcell）空间格子中的最小重复单元（平行六面体）即为单位晶胞，单位晶胞在三维空间的无限重复排列即构成晶体。单位晶胞用平行六面体的三个轴长a，b，c和三个轴角α，β，表

2、示，这六个参数即称为晶胞参数。第二章.晶体结构概述3武汉理工大学资环学院管俊芳1晶体结构基本特点（2）3）晶体的对称及单位晶胞的形状(symmetryofcrystalandtheshapeoftheunitecell)第二章.晶体结构概述4武汉理工大学资环学院管俊芳5武汉理工大学资环学院管俊芳2空间格子（1）在空间格子中分布有对应于晶体中原子的点，称之为结点。结点可以分布在格子中的角顶、晶棱、晶面、及晶胞内部。对各个不同晶系的空间格子，按结点的分布可以抽象出不同类型的空间格子：原始格子(Primitive)(P)体心格子(Body-Centered)(I

3、)底心格子(End-Centered)（A,B,orC)面心格子(Face-Centered)(F)每一个晶系都应该有四种类型的空间格子，但由于有的格子类型不符合所在晶系的对称要求，有的格子类型可以转化成另一种类型，因此总共只有14种空间格子，称之为14种布拉维空间格子(BravaisLattices)。第二章.晶体结构概述6武汉理工大学资环学院管俊芳2空间格子（2）第二章.晶体结构概述7武汉理工大学资环学院管俊芳8武汉理工大学资环学院管俊芳2空间格子（3）四方C心格子转化为原始格子图示。第二章.晶体结构概述9武汉理工大学资环学院管俊芳2空间格子（4）六方

4、格子（H）和三方格子（R）在描述的时候可以互相转化，但并非完全意义上的等同。一般情况下，在结构描述的时候，都按六方格子来描述。但三方格子在转化成六方格子时，其六方晶胞的形状虽然完全等同于六方格子，但其中结点的分布与真正的六方有一定差异。比如方解石(Calcite)，其对称应该是R-3C,晶胞参数为：a=6.37Å;α=46.08度；转化成六方晶胞后a=4.989Å;c=17.062Å.第二章.晶体结构概述10武汉理工大学资环学院管俊芳2空间格子（5）自然界的物质分晶体和非晶体两大类，只要属于晶体，则必然可以归为14种Bravais空间格子中的一种。关于准晶

5、体（semi－crystal）：介于晶体和非晶体之间，具有短程有序而无长程有序。超导材料(super-conductor)即具有准晶体结构。第二章.晶体结构概述11武汉理工大学资环学院管俊芳3面网及面网的表示(1)1)定义：表示在晶体结构中分布在一个平面上的结点。如下图所示：第二章.晶体结构概述12武汉理工大学资环学院管俊芳3面网及面网的表示(2)但实际上，要把面网理解为一组互相平行的，并且等间距的一组平面（其中有一个平面通过原点0，0，0）。之所以在晶体结构中存在这些等间距的面网组，这是由晶体的特性决定的（三维周期性等间距的无限重复）。这些等间距的面网是

6、物质结构解析的基础，无论是X射线衍射、电子衍射、中子衍射、质子衍射等等，都是直接地和这些等间距的面网相联系起来的。第二章.晶体结构概述13武汉理工大学资环学院管俊芳3面网及面网的表示（3）2）面网的表示：描述一组互相平行的、等间距的面网，用这一组面网中，最靠近原点、但由不通过原点的平面的米氏符号来表示，即该面在三个结晶轴分数截距的倒数。如右图所示的面，截距：11½倒数：112面网符号（112）即（112）代表互相平行、并且等间距的一组面网。第二章.晶体结构概述14武汉理工大学资环学院管俊芳3面网及面网的表示（4）表示面网的通用符号为(hkl)。一下为几例特

7、殊面网：（010）（020）（030）第二章.晶体结构概述15武汉理工大学资环学院管俊芳3面网及面网的表示（5）3）面网符号与晶面符号的差异：a）晶面符号总是化为最简单的整数，而面网符号不是；b）平行的晶面符号相同，而平行的面网符号则不一定相同；c）面网符合代表的是一组互相平行的，并且等间距的一组平面。第二章.晶体结构概述16武汉理工大学资环学院管俊芳4面网间距（distanceofnets）（1）1）定义：指一组面网之间的垂直距离。实际上，根据面网符号的定义可知，面网间距等一用来描述面网符号的那个平面到原点之间的垂直距离。对于符号为(hkl)的面网，其面

8、网间距记为dhkl。如对于（010），为d010。第二章.晶体结构