晶体与非晶体的概念

晶体与非晶体的概念第一页，共五十五页，2022年，8月28日§1.1晶体的概念§1.2空间格子§1.3晶体的基本性质§1.4晶体学的主要研究内容第一章晶体及晶体学第二页，共五十五页，2022年，8月28日

凡是具有非人工琢磨而成的几何多面体形态的固体都称之为晶体？图片§1.1晶体的概念3第三页，共五十五页，2022年，8月28日石盐4第四页，共五十五页，2022年，8月28日无色水晶5第五页，共五十五页，2022年，8月28日水晶晶簇6第六页，共五十五页，2022年，8月28日黄铁矿7第七页，共五十五页，2022年，8月28日冰州石8第八页，共五十五页，2022年，8月28日石榴石9第九页，共五十五页，2022年，8月28日绿柱石10第十页，共五十五页，2022年，8月28日金刚石11第十一页，共五十五页，2022年，8月28日萤石停，玻璃12第十二页，共五十五页，2022年，8月28日玻璃13第十三页，共五十五页，2022年，8月28日电气石(碧玺)14第十四页，共五十五页，2022年，8月28日15第十五页，共五十五页，2022年，8月28日石墨16第十六页，共五十五页，2022年，8月28日人造刚玉

多晶17第十七页，共五十五页，2022年，8月28日软玉18第十八页，共五十五页，2022年，8月28日翡翠19第十九页，共五十五页，2022年，8月28日

砂石沙子晶体？20第二十页，共五十五页，2022年，8月28日1912年，X射线晶体衍射实验成功，对晶体的研究从晶体的外部进入到晶体的内部。21第二十一页，共五十五页，2022年，8月28日食盐现已证明，一切晶体不论其外形如何，它的内部质点（原子、离子、分子）都在三维空间有规律地周期性排列。22第二十二页，共五十五页，2022年，8月28日晶体★：晶体是内部质点（原子、离子或分子）在三维空间呈周期性重复排列的固体。有些固体如玻璃、琥珀、松香等，它们的内部质点不作规则排列，称为非晶体。NaCl晶体结构比较图23第二十三页，共五十五页，2022年，8月28日古堡液、准24第二十四页，共五十五页，2022年，8月28日准晶准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体，内部结构具有近程和远程有序，但不体现周期重复。基本性质25第二十五页，共五十五页，2022年，8月28日基本性质26第二十六页，共五十五页，2022年，8月28日伊朗某清真寺的建筑设计，类似准晶的排列penrose瓷砖27第二十七页，共五十五页，2022年，8月28日以色列人达尼埃尔·谢赫特曼以发现准晶体赢得2011年度诺贝尔化学奖。28第二十八页，共五十五页，2022年，8月28日准晶具有晶体所不允许的宏观对称性。目前推导的准晶体点群共28种,单形42个,5个晶系。29第二十九页，共五十五页，2022年，8月28日液晶:介于固态和液态之间的各向异性的流体。性质上：既具有液体的可流动性、粘滞性，又具有晶体的各向异性结构上，具有一维或二维近似有序晶，即分子按某一从优方向排列平移无序或部分平移无序的液晶第三十页，共五十五页，2022年，8月28日NaNO2§1.2空间格子31第三十一页，共五十五页，2022年，8月28日32

(a)体心立方结构晶胞(C)六方密堆结构晶胞(b)面心立方结构晶胞金属中最常见的三种晶体结构的晶胞:

体心立方结构

面心立方结构

六方密堆结构晶体结构是指晶体中原子、原子团或分子的具体分布情况。1.1.2晶体结构(a)晶体结构

(b)结构单元

(C)空间点阵两个定义1、空间格子的概念32

+=32第三十二页，共五十五页，2022年，8月28日相当点：是指晶体结构中占据相同质点和具有相同环境的

一系列几何点。CsCl结构基元：是指晶体结构中重复排列的基本单位。

33第三十三页，共五十五页，2022年，8月28日以氯化铯（CsCl）的晶体结构为例动画34第三十四页，共五十五页，2022年，8月28日定义35第三十五页，共五十五页，2022年，8月28日从晶体结构中抽象出来的一系列在三维空间周期性排列的几何点称为空间点阵。空间格子是表示晶体内部中质点重复规律的几何图形。空间格子为无限图形。空间格子的要素：结点行列面网平行六面体说明和外形的关系36第三十六页，共五十五页，2022年，8月28日⑴结点：空间格子中的点，代表晶体结构中的相当点，只具几何意义，不代表任何质点。但在实际晶体中，结点的位置可以被同种质点所占据。⑵行列：结点在直线上的排列即构成行列。行列中相邻结点间的距离称为该行列的结点间距。同一行列或彼此平行的行列上结点间距相等；不同方向的行列，其结点间距一般不等。行列2、空间格子要素37第三十七页，共五十五页，2022年，8月28日面网⑶面网：结点在平面上的分布构成面网。面网上单位面积内结点的数目称为面网密度。互相平行的面网，面网密度相同；不平行的面网，面网密度一般不等。相互平行的相邻两面网之间垂直距离称为面网间距。

38第三十八页，共五十五页，2022年，8月28日由由六个两两平行而且相等的面组成。在实际晶体结构中所划分出这样的相应的单位称为晶胞。整个晶体可以视为晶胞在三维空间平行地、毫无间隙地重复堆砌而成。平行六面体⑷平行六面体：是空间格子在三维空间上可划出的最小重复单位。39第三十九页，共五十五页，2022年，8月28日区别强调！！40第四十页，共五十五页，2022年，8月28日注意：晶体结构和空间格子的区别（了解）空间格子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41第四十一页，共五十五页，2022年，8月28日点阵点群与点阵点的位置点群晶体结构空间格子+结构基元单胞金属晶体分子晶体原子晶体离子晶体

42第四十二页，共五十五页，2022年，8月28日§1.3晶体的基本性质一、均一性二、异向性三、自限性四、对称性五、最小内能性六、定熔性43第四十三页，共五十五页，2022年，8月28日四、对称性：是指同一晶体中的相同部分或某种相同的性质在不同的方向或位置上作有规律地重复。五、最小内能性：在相同的热力学条件下晶体与同种物质的非晶质体、液体、气体相比较，其内能最小。蓝晶石晶体的硬度4～4.56～7晶体学？一、均一性：同一晶体的各部分的物理化学性质相同。二、异向性：同一晶体在不同方向上性质有所差异三、自限性：是指晶体在适当条件下可以自发地形成封闭的凸几何多面体的性质。云母、排队、冰六、定熔性：指晶体具有固定熔点的性质。第四十四页，共五十五页，2022年，8月28日几何结晶学：以几何或数学的理论研究晶体宏观（晶体外形）和微观对称规律的科学。晶体结构学：研究晶体内部质点排布规律及结构缺陷。晶体化学：主要研究晶体的化学成分和结构的关系，并进而探讨成分、结构与其性能和生成条件的关系。晶体物理学：研究晶体的物理性质及其产生机理。晶体生长学：研究晶体生长机理及控制和影响生长的因素。§1.4晶体学的主要研究内容45第四十五页，共五十五页，2022年，8月28日好好学习天天向上本节重点掌握：1、概念：晶体、空间格子2、晶体的基本性质46第四十六页，共五十五页，2022年，8月28日本章结束，谢谢！47第四十七页，共五十五页，2022年，8月28日P211-213

7、8、11本章作业48第四十八页，共五十五页，2022年，8月28日*49晶莹的雪花天然晶体，是在大自然中自发结晶形成的，一提起天然晶体，您是否会想到雪花？雪花晶体就像是“仙女散花”般地从天而落，给人们带来无限的遐想。可以说，雪花是人们最熟悉的天然晶体之一，有着变化万千的美丽的形态。而雪花作为晶体，则是枝晶的典型例子。雪花49第四十九页，共五十五页，2022年，8月28日*50不像晶体的晶体我们身边天然存在的非生物固体物质中，绝大多数属于晶体的范畴，其中，既有像食盐那样方方正正的外表的单晶体，也有貌不惊人的多晶体。砂石沙子泥土50第五十页，共五十五页，2022年，8月28日晶体的基本性质相当点可以简单的定义为晶体结构中物质环境和几何环境完全相同的点，也称“等同点”。在氯化铯晶体结构中，无论原始点选在Cl－还是Cs＋的中心，或其它任何地方，找出的相当点的分布相同。相当点的分布可体现晶体结构中所有质点的重复规律。51第五十一页，共五十五页，2022年，8月28日为研究晶体内部质点的重复规律不受晶体大小限制，设想空间格子为无限图形。空间格子晶体的基本性质例如：1mm3的NaCl晶体结构中包含大约7×1017个相当于一个晶胞的小立方体，这样的图形，完全可以看成是无限的。相当点在三维空间作规则排列而成的格子状几何图形称为空间格子。52第五十二页，共五十五页，2022年，8月28日2、空间格子要素

⑴结点：空间格子中的点，代表晶体结构中的相当点，只具几何意义，不代表任何质点。但在实际晶体中，结点的位置可以被同种质点所占据。⑵行列：结点在直线上的排列即构成行列。行列中相邻结点间的距离称为该行列的结点间距。同一行列或彼此平行的行列上结点间距相等；不同方向的行列，其结点间距一般不等。行列晶体的基本性质53第五十三页，共五十五页，2022年，8月28日面网晶体的基本性质⑶面网：结点在平面上的分布构成面网。面网上单位面积内结点的数目称为面网密度