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1、•第一章•晶体的共同特征是内部质点在三维空间按周期性的重复排列。划分结构基元原则:结构基元应该包括整个晶体中所有的不等同原子;不包括完全等同原子。行列:结点在直线上的排列。小结几个重要概念:•(1)晶体结构:晶体内部质点在三维空间作周期性重复排列构成。•(2)空间点阵(空间格子):从理想晶体结构中抽象出来,相当于晶体结构中结构基元的结点在三维空间作周期性重复排列的几何图形。•(3)单位平行六面体:能代表整个空间点阵全部特点的最小单位。•(4)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。或晶体是具格子构造的固体。(5)
2、等同点:晶体结构中在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点称为等同点。(6)结点:空间点阵中的阵点,称为结点。•晶体的基本性质:均一性;各向异性(晶体区别于非晶体的重要特征);自限性;对称性;具有最低内能和固定熔点(即最低内能性)•思考题:晶体、结点、等同点、空间点阵(空间格子)、晶体的基本性质•对称是指物体相同部分作有规律的重复•对称操作:使物体的相等部分重复所进行的操作称为对称操作,对称操作包括反映、旋转、反伸等•描述一个物体的对称性可归结为列举其全部对称操作,一个物体的对称操作愈多,对称性愈高。•晶体的对称要素:对称中心(习
3、惯符号:C)(国际符号:i)、对称面(用P表示)(国际符号:m)对称轴(Ln)国际符号n(n=1,2,3,4,6)旋转反伸轴(Lni)-倒转轴国际符号(n=1,2,3,4,6)•8个独立的对称要素:1,2,3,4,6,i,m,•对称型:晶体中宏观晶体中对称要素的集合,称为对称型。对称型也称点群。•不论对称变换如何,晶体中至少有一点是不变的因此,对称型也称点群.32种对称型。晶体的点群只有32个不同类型14种布拉菲格子,230种不同空间群。•根据晶体的对称性,将晶体分为三大晶族、七大晶系。高级晶族:立方晶系(等轴晶系)中级晶族:
4、六方晶系、三方晶系(菱方晶系)、四方晶系(正方晶系)低级晶族:斜方晶系(正交晶系)、单斜晶系、三斜晶系•小结-概念•1(对称是指物体相同部分作有规律的重复。)•2使物体的相等部分重复所进行的操作称为对称操作,对称操作包括反映、旋转、反伸等3{晶体结构中所有点对称要素(对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴)}•4{对称型:宏观晶体中对称要素的集合。}•5.不论对称变换如何,晶体中至少有一点是不变的因此,对称型也称点群.•6晶体的点群只有32个不同类型•7根据晶体的对称性,将晶体分为三大晶族、七大晶系。•结论:布拉维格子是空间格子的基
5、本组成单位;只要知道了格子形式和单位平行六面体参数,就能确定整个空间格子的一切特征•宏观对称要素:对称中心,对称面,对称轴及倒转轴.•微观对称要素(都包含平移动作):(1)平移轴(2)像移面(3)螺旋轴(只在无限大晶体中才能存在的)•空间群:在一个晶体结构中所存在的全部对称要素的集合,称为空间群。•习题:十四种布拉维格子的构型及特点?•球体紧密堆积原理(重点):要遵循内能最小的原则、球体最紧密堆积原理•最紧密堆积原则:相邻原子层必须也是密排面,且每个球心与邻层的空隙相对应,即每个球与邻层的三个球相切•等径球体最紧密堆积:1)六方最
6、紧密堆积,圆球是按ABAB……层序堆积的•2)立方最紧密堆积,圆球是ABCABC……层序堆积•最紧密堆积中的空隙分两种:1)四面体空隙:由四个球体围成的空隙,球体中心线围成四面体:2)八面体空隙:由六个球围成的空隙,球体中心线围成八面体形。•结论:每个球周围都有2个四面体空隙,1个八面体空隙.•对有n个等径球体堆积而成的系统,共有:2n个四面体空隙,n个八面体空隙•配位数:一般用一个粒子的周围最近邻的原子个数或所有异号离子个数描写晶体中粒子排列的紧密程度,这个数称为配位数(CN表示)•结论:1、粒子排列越紧密,配位数应该愈大;2、
7、一般最紧密的堆积称为密堆积结构,即密堆积结构具有最大配位数。简单立方配位数6;体心立方配位数8;面心立方配位数12;六角密排结构配位数12•配位多面体:晶体结构中对离子晶体结构,正离子周围配位负离子中心连线构成的多面体称配位多面体。•对金属晶体结构:原子周围配位原子中心连线构成的多面体。在离子晶体中,正离子半径较小,负离子半径较大,故一般负离子作紧密排列,正离子有规律地处于负离子多面体中心。•离子的极化:离子在外电场作用下,改变形状和大小的现象称为(极化)•鲍林规则(重点)适用范围:简单的离子晶体结构,复杂的离子晶体结构及硅酸盐晶
8、体。第一规则:由r+/r-→正负离子形成一个怎样的配位关系。(四面体,八面体)•第二规则:由电中性→配位多面体间连接方式(几个多面体相连)•第三规则:配位多面间怎样连接最稳定。•第四规则:有几种正离子,电价大,配位数小的正离子配位多面体,尽量互不结