晶体结构章节要求1掌握晶体的特征晶格周期性的描述.doc

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1、第一章晶体结构（一）章节要求1、掌握晶体的特征晶格周期性的描述方法：基元、布拉菲格子、原胞、基矢的概念。简单格子与复式格子，原胞、晶胞的概念与选取。常见晶格结构及其代表晶体。2、掌握晶列与晶面，晶向指数与晶面指数（密勒指数）的含义与确定方法。3、掌握倒格子和布里源区的概念，正空间和倒空间的联系和转换，会计算倒格子体积等量4、熟悉晶体的对称操作、对称素的概念，晶体点群的基本知识。七大晶系与十四种布拉菲格子。5、熟悉晶体衍射理论，会推导劳厄定理和布拉格定理的等价关系6、理解基于衍射理论的晶体结构计算方法（二）章

2、节结构1.长程有序2.自限性和晶面角守恒定律一．晶体共性3.各向异性4.固定熔点5.非晶体与准晶体1.简单立方晶体结构（sc）2.体心立方晶体结构（bcc）二．常见晶体结构六角密排（hcp）3.密堆积面心立方（ccp）4.金刚石结构三．晶体结构模型化研究：晶体结构=晶格+基元（转化为晶格研究）分类：简单格子；复式格子晶格组成：原胞与原胞基矢；晶胞；常见晶体结构的原胞或晶胞描述方法：晶列和晶面指数；晶面和密勒指数1.晶体的对称性2.晶体的对称操作和对称元素四．晶体的宏观对称性3.点群和空间群4.七大晶系和十四

3、种布拉菲格子五．晶体结构计算1.布拉格定理(1)晶体衍射理论2.劳厄定理3.两者等价(2)倒格子1.倒矢量，倒格矢和倒格子2.倒矢量和倒格矢的性质1.布里渊衍射条件(3)布里渊区2.布里渊区：一维，二维，简立方，面心立方，体心立方3.布里渊区的性质(4)基于衍射理论的晶体结构计算散射波振幅1.结构基元的傅里叶分析结构因子原子的形状因子2.晶体结构的实验确定（三）基础知识一、晶体的共性定义内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体为晶体。1、长程有序——晶体中的原子都是按一定规则排列的，这种至少在微米量级范围的

4、有序排列，称为晶体的长程有序。晶体可以分为单晶体和多晶体，多晶体是由许多单晶体构成的。单晶体，在整体范围内原子排列都是规则的。多晶体，在各晶粒范围内，原子排列是有序的。2、自限性——晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性，称为晶体的自限性。晶面角守恒定律——尽管同一种晶体的外形可能不同，但相应的两晶面之间的夹角总是不变的，这一规律称为晶面角守恒定律。3、各向异性晶体各向异性的表现有以下几个方面：（1）平行石英晶体的晶轴入射的单色光，不产生双折射；而沿其它方向入射的单色光，会产生双折射。（2）晶体具有沿某些确

5、定方位的晶面发生劈裂的现象，晶体的这一解理性也是各向异性的表现。（3）外形上也可反映晶体的各向异性。不同方位晶面的形状、大小不同。4、非晶态和准晶态非晶态物质的短程序：晶体最基本的特征是组成固体材料的原子（或分子、离子）在空间周期性地排列，即具有长程序。非晶态物质的特点是不具有长程序。由于非晶物质也是一种凝聚态。因此在一个原子间距的范围内，原子的排列却有一定次序，例如有确定的配位数等，即具有短程序。非晶材料的基本特点－－失去了长程序、保留短程序。准晶态：一种介于晶态与非晶态之间的新的状态。特点：（1）具有长

6、程的取向序而没有长程的平移对称序（周期性）；（2）取向序具有周期性所不能容许的点群对称（3）沿取向序对称轴的方向具有准周期性，由两个或两个以上不可公度的特征长度按着特定的序列方式排列。三、晶体结构模型化研究晶体结构=晶格+基元晶体的内部结构，可以概括为有一些相同的化学质点在空间有规律地作周期性的无限分布。这些化学质点（代表原子、离子、分子或其集团的重心）的分布总体称为点阵，也称为格子。点阵中的点子称为阵点、结点或格点。所谓格点的周期性阵列，就是说如果把晶体结构看作是在三维空间无限延伸的，则任一点周围的情况的

7、都是完全相同的。通常把这种点的周期性阵列称为布拉菲点阵或布拉菲格子。构成阵点的具体原子、离子、分子或其集团，都是构成晶体的基本结构单元，称为基元。1、简单格子和复式格子晶格可以分为两类：简单格子（布拉菲格子）和复式格子（非布拉菲格子）。在布拉菲格子中，所有的格点都是等价的，当然要求晶体中的所有原子都等价（种类相同、性质相同）。在复式格子中，有些格点是不等价的。金刚石、NaCl、CsCl、六角密积、C60等晶体就是这样的结构。2、组成1）原胞和基矢晶格是由基本平移矢量定义的。原胞是指能完全平移覆盖晶格的最小单

8、元，它只反映晶格的周期性。2）晶胞或惯用原胞晶胞或称为惯用原胞是一倍或几倍于原胞的晶格周期性单位.它既可以反映晶格的周期性，又可以反映晶格的对称性。3、描述1）晶列和晶向由于晶体的周期性结构，布拉菲格子的格点可以看成分列在一系列相互平行的直线上，而无遗漏，这样的直线系称为晶列。晶列族：如果一平行直线族把格点包括无遗，且每一直线上都布有格点，则称这些直线为同一族晶列。同一格子可以形成方位不同的晶列，晶列的取向称为晶