晶体学基础(一)

第一章晶体学基础1什么是晶体？晶体有何特点？晶体结构与空间点阵3布拉菲点阵晶向指数和晶面指数晶面间距、夹角和晶带定理

1.1晶体

物质晶体非晶体单晶微晶多晶液晶气体液体固体金刚石食盐水晶萤石高分辨率电镜—

HighResolutionElectronMicroscopy(HREM)扫描隧道显微镜—

ScanningTunnelingMicroscope(STM)石墨层面的碳原子排列Thesurfaceofagoldspecimen,wastakenwithaatomicforcemicroscope(AFM).Individualatomsforthis(111)crystallographicsurfaceplaneareresolved.

原子（或分子、离子）在三维空间呈周期性重复排列，即长程有序。1.2晶体的特点

（1）规则凸多面体外形

（2）各向异性3、固定的熔点4、稳定性5、普遍性6、结构基元长程有序7、不完整性1.3晶体学

晶体学是一门研究晶体的自然科学。晶体学研究内容：①晶体的成核与生长过程；②晶体的外部形态和内部结构；③晶体结构与其物理性质的相互关系等。2晶体结构与空间点阵

(crystalstructureandspacelattice)2.1晶体结构

结构基元（分子、原子、离子、原子团）+结合键结合在三维空间作有规律的周期性的重复排列方式。

晶体结构种类繁多，可以借助X射线衍射等方法测定。NaNO22.2空间点阵

结构基元：是指晶体结构中重复排列的基本单位。每个结构基元化学组成相同、空间结构相同、排列取向相同、周围环境相同。等同点：是指晶体结构中占据相同位置和具有相同环境的一系列几何点。NaCl结构空间图形NaCl结构平面图形（黑点为等同点）NaCl点阵空间点阵：将构成晶体的原子等抽象为几何点，得到一个由无数几何点在三维空间规则排列而成的阵列。晶体结构空间点阵+结构基元金属晶体分子晶体原子晶体

离子晶体

单胞晶格：描述原子或原子团在晶体中排列方式的几何空间格架。

单胞：从晶格中选取出来的一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元。晶体中原子堆垛、晶格和单晶示意图构成晶体的基元在三维空间的具体排列方式。晶体结构=空间点阵+基元注意：晶体结构和空间点阵的区别空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象，用以描述和分析晶体结构的周期性和对称性。由于各阵点的周围环境相同，它只能有14种类型。晶体结构是晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列方式。它们能组成各种类型的排列，因此，实际存在的晶体结构类型是无限的。联系：晶体结构的结构基元与相应空间点阵的结点在空间排列的周期一致看四种晶体晶体结构空间点阵单胞定义选取原则表征二、单胞（单位平行六面体）

构成空间格子的具有代表性的基本单元（平行六面体）称为单胞。将单胞作三维的重复堆砌就构成了空间点阵。1、定义所选取的平行六面体应能反映整个空间点阵的周期性和对称性；在上述前提下，平行六面体棱与棱之间的直角应最多；在遵循上两个条件的前提下，平行六面体的体积应最小。2、单胞的选取原则单胞表征单位平行六面体的三根棱长a、b、c及其夹角α、β、γ是表示它本身的形状、大小的一组参数，称为点阵常数（或晶格常数）3、单胞的表征原点：单胞角上的某一阵点坐标轴：单胞上过原点的三个棱边x，y，z点阵参数：a，b，c，α，β，γXYZabc晶格常数a，b，c轴间夹角α，β，γ晶轴X，Y，Z晶胞的几何特征晶胞

：是指能够反映整个晶体结构特征的最小结构单位。

由具体的有物理、化学属性的物质点所组成。

单胞：构成空间格子的具有代表性的基本单元。

由不具有任何物理、化学特性的几何点构成联系：一