晶体结构与常见晶体结构类型.ppt

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1、第二章晶体的结构与常见结构类型Chapter2Structuresandtypesofcrystal晶态结构示意图非晶态结构示意图晶体的定义由原子、分子或离子等微粒在空间按一定规律、周期性重复排列所构成的固体物质。§2.1晶体的周期结构与点阵3以NaCl晶体为例ClNa0.563nm（1）结构周期：晶体内部质点在三维空间周期性重复排列构成周期结构。2.1.1周期结构与点阵为了研究晶体的周期结构，用数学上的几何点来代表基元的位置，得到空间点阵。几何点称为空间点阵的格点（结点）。基元：晶体的基本结构单元(1)一个基元对应一个节点(2)基元（结点）周围的

2、环境相同（等效性）(3)基元内部有结构，可以由一种或数种原子构成点阵+基元=晶体结构晶体的对称性点阵的对称性（2）点阵：晶体结构基元点阵用　　　　　　　　　　　　　　表示所有的点阵点。初基矢量点阵参数（1）点阵参数：空间点阵必然可选择3个不相平行的单位矢量a，b，c。点阵参数指三个矢量a，b，c的长度及两两之间的夹角。（2）元胞：不在同一直线上的矢量a、b去连接与原点相邻的点阵点形成的平行四边形，当该平行四边形中只含有一个点阵点时，它就是该平面点阵的最小周期，称为元胞。（3）晶胞：晶体结构的基本重复单元称为晶胞.NaCl三维周期排列的结构及其点阵(0

3、,0,0)(1/2,1/2,0)(1/2,0,1/2)(0,1/2,1/2)原子在晶胞中的位置坐标Cl-NaCl三维周期排列的结构及其点阵原子在晶胞中的位置(1/2,1/20,1/2)(0,1/2，0)(1/2,0,0)(0,0,1/2)Na+若晶体有完全相同的一种原子组成，则结构基元就只有一个原子，点阵点的位置即是这种原子的位置，由这种原子构成的点阵即是布拉菲点阵。布拉菲点阵的特点：①每个结点周围的情况都是一样的。②如果晶体是由完全相同的一种原子组成，则这种原子所围成的网格也就是布拉菲点阵或布拉菲格子，和结点组成的网格完全相同。（3）布拉菲点阵复式

4、格子的特点复式格子是由若干相同的布拉菲格子相互位移套构而成。（4）复式点阵（格子）若晶体的基元中包括两种或两种以上的原子，则基元中每种原子可分别构成彼此完全相同的点阵，但它们之间存在相对位移，形成复式点阵。复式格子的特点点阵类型：（1）直线点阵以直线连接各个阵点形成的点阵称为直线点阵.结构基元点阵点阵参数：相邻点阵点的距离实例最简单的情况是等径圆球密置层.每个球抽取为一个点.这些点即构成平面点阵.(2)二维－平面点阵（a）NaCl实例（b）Cu结构点阵晶格ab（c）石墨实例结构点阵晶格(3)三维－空间点阵简单立方晶格(a)简单立方晶格在三维空间延伸(

5、b)（a）Po实例结构点阵晶格结构点阵晶格（b）CsCl实例结构点阵晶格（c）Na实例结构点阵晶格（d）Cu实例点阵与晶体关系图晶体（点阵结构）点阵晶胞正当单位并置切分并置切分把结构单元抽象为几何点把结构单元放回到几何点把结构单元抽象为几何点把结构单元放回到几何点空间点阵几何要素(点线面）1结点（node)：点阵中的点。结点间距：相邻结点间的距离。2行列(row)：结点在直线上的排列。特点：平行的行列间距相等。空间点阵几何要素(点线面）面网：由结点在平面上分布构成的平面。特点：任意两个相交行列便可以构成一个面网。面网密度：面网上单位面积内的结点数目。

6、面网间距：两个相邻面网间的垂直距离，平行面网间距相等。3面网（net）平行六面体：结点在三维空间的分布构成空间格子。特点：任意三个相交且不在同一个平面的行列构成一个空间点阵。根据基矢的不同选择可以得到不同的平行六面体。4平行六面体（parallelepiped）计算由基矢构成的平行六面体点阵点数量时必须考虑：（1）在平行六面体顶角上的点阵点时由8个相邻平行六面体所共有的；（2）位于平行六面体棱上的点阵点是由4个相邻平行六面体所共有的；（3）位于平行六面体面上的点阵点时2个相邻平行六面体所共有的；（4）位于平行六面体内部的点阵点完全属于该平行六面体。坐

7、标系体的构成；原点和三个不共面的基矢a、b、和c。2.1.2三维空间点阵中直线点阵与平面点阵的表达定义：表示晶面、晶列（棱）等在晶体上方位的简单的数字符号。结晶符号定义：用简单数字符号来表达晶棱或者其他直线（如坐标轴）在晶体上的方向的结晶学符号。也称Miller指数。三轴定向通式为[uvw]，四轴定向通式为[uvtw]，晶向符号的确定步骤：①选定坐标系，以晶轴x、y、z为坐标轴，轴单位分别是a、b和c；②通过原点作一直线，使其平行于待标定晶向AB；③在直线上任取一点P，求出P点在坐标轴上的坐标xa、yb、zc；④xa/a:yb/b:zc/c=u:v:

8、w应为整数比，去掉比号，以方括号括之，写成[uvw]即晶向AB的晶向符号。（1）直线点阵或晶列的表达晶向符号