第八章 晶体结构

第八章晶体结构11.14种布拉维格子2.晶体结构的对称性3.晶体结构类型与典型结构5.晶格缺陷第一节十四种布拉维空间格子（1）划分原则

a.反映固有的对称性；

b.棱与棱之间的直角关系

力求最多；

c.体积力求最小。2空间格子的划分等轴斜方三方菱面体三方、六方四方单斜三斜4（2）

各晶系空间格子的形状晶族晶系格子类型晶体常数高级等轴立方格子

a=b=c,α=β=γ=90°中级四方四方格子

a=b≠c,α=β=γ=90°三方菱面体格子a=b=c,α=β=γ=109°28′16″

六方及三方六方格子

a=b≠c,α=β=90°γ=120°低级斜方斜方格子

a≠b≠cα=β=γ=90°单斜单斜格子

a≠b≠c,α=γ=90°

β＞90°三斜三斜格子

a≠b≠c,α≠β≠γ≠90°32.14种布拉维格子（1）4种基本格子类型

原始格子（P）：结点8个角顶上。底心格子：角顶及某一对面的中心。①C心格子（C）；结点分布（001）一对面的中心。②A心格子（A）：结点分布（100）一对面的中心。③B心格子（B）：结点分布（010）一对面的中心。体心格子（I）：结点分布角顶和体中心。面心格子（Ｆ）：结点分布于角顶和三对面的中心。PFIABC5（2）14种布拉维格子原始格子(P)底心格子(C)体心格子(I)面心格子(F)三斜晶系PC=PI=PF=P单斜晶系PCI=CF=C斜方晶系PCIF四方晶系PC=PIF=I三方晶系P与本晶系不符I=RF=R六方晶系P不符合六方对称与空间格子条件不符与空间格子条件不符等轴晶系P与本晶系对称不符IF6四方底心格子转化为原始格子等轴底心格子转化为面心格子71.晶体的内部对称要素特点@晶体结构中相互平行的相同对称要素有无穷多个。

@晶体结构中还出现了平移操作

9第二节晶体结构的对称性（1）平移轴：平移重复——无意义——假想直线，平移操作（2）螺旋轴（screwaxis）：ns

——假想直线，旋转+平移操作

n：

轴次，1、2、3、4、6

S:

旋转后平移距离的参数，<n的自然数

101.晶体的内部对称要素宏观对称要素＋特有对称要素2131

3241

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65标准右旋左旋31=32

左旋41=4311若沿螺旋轴方向的结点间距标记为T，则质点平移的距离t应为（s/n）·T。如21，2为轴次，最小基转角α＝180°，平移距离t=1/2T2131

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65左旋31=32

左旋41=4311（3）.滑移面

（glidereflectionplane）a滑移面

b滑移面c滑移面

n滑移面

d滑移面a、b、c为轴向滑移，滑移矢量分别为a/2、b/2、c/2n为对角线滑移，移距为（a+b）/2、（a+c）/2、（b+c）/2、（a+b+c）/2等d为金刚石型滑移，移距为（a+b）/4、（a+c）/4、（b+c）/4、（a+b+c）/412——假想平面+直线，反映+平移操作2.空间群spacegroup——晶体内部结构所有对称要素的组合。空间群的国际符号：

格子类型+类似对称型的国际符号（简单+平移）如P21/mFmmmIbam4（L4）———空间群P4、P41、P42、P43、I4、I41

14晶体结构中由一原始点经空间群中所有对称要素的作用所推导出来的规则点系。

这些点所分布的空间位置称为等效位置。描述等效点系时需说明重复点数，魏科夫符号、点位置上的对称性和点的坐标等内容153.等效点系（equipoints）1晶体结构类型依据：最强化学键的分布、原子或配位多面体联结的形式。

1）岛状（island）结构中存在原子团，团内键强远大于团外。如橄榄石（Mg，Fe）2（SiO4）

2）环状(cycle)

结构中的配位多面体封闭成环。如绿柱石Be3Al2［Si6O18］

3）链状(chain)

强键单向分布。原子或配位多面体联结成链状，链间以弱键或较少强键相联。如辉石（Mg，Fe）2（Si2O6）、金红石TiO216第三节晶体结构类型与典型结构4）层状(sheet)强键沿两度空间分布，原子或配位多面体联结成平面网层。层间以分子键或其它弱键相联结。如石墨（C）5）架状(framwork)强键在三度空间均匀分布，但配位多面体主要以共角顶联结，同一角顶联结的配位多面体不超过两个，因而结构开阔。如α一石英（SiO2）6）配位型(coordinate)晶格中只有一种化学键，键在三度空间均匀分布。按配位多面体的类型不同可分为：四面体配位型,八面体配位型和混合配位型。配位多面体之间可以共面、共棱或共角顶联结，同一角顶所联结的配位多面体不少于3个。如金刚石（C）7）分子型(molecular)晶体中的结构单位为中性分子，分子内部常以较强的共价键联结，分子间以微弱的分子键即范德华力（theVanDerWealsbond）相联结。如自然硫（S）17等型结构：不同晶体对应质点的排列方式相同。典型结构：等型结构以某一种晶体为代表而命名。

“NaCl型”结构——石盐（NaCl）、方铅矿（PbS）、方镁石（MgO）等晶体的结构。典型结构的“衍生结构”

——几何特征上与典型结构近似的晶体结构。如黄铁矿（FeS2）结构便可视为“NaCl型”结构的衍生结构。182．典型结构——是一种在晶体结构中的局部范围内，质点排列偏离了格子构造规律的现象。按其几何特点分为：点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷

第四节晶格缺陷191．点缺陷（pointdefect）是发生在一个或若干个质点范围内所形成的晶格缺陷。（1）空位晶格中应有质点占据的位置因缺失质点而造成空位。20（2）填隙在晶体结构中正常排列的质点之间，存在多余的质点填充晶格空隙。（3）替位杂质成分的质点代替了晶体本身固有成分的质点，并占据了被替代质点的晶格位置。212．线缺陷

在晶体内部结构中沿某条线（行列）方向上的周围局部范围内所产生的晶格缺陷。它的表现形式主要是位错

3．面缺陷有二维空间的缺陷称面缺陷(planedefect)，它们是指沿晶格内或晶粒间某些面的两侧局部范围内所出现的晶格缺陷。面缺陷包括平移表面、堆垛层错、界面（晶界、畴界）、相界面等。

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