chap1 晶体与晶体的基本性质

第一章晶体与晶体的基本性质

第一节结晶学的研究对象及其学科地位第二节晶体、非晶体与准晶体的概念第三节空间格子第四节晶体的基本性质第一章晶体与晶体的基本性质

本章涉及一些重要的基本概念，这些概念在整个结晶学中都经常出现,一定要牢固掌握。第一节

结晶学研究对象及

其学科地位绪论部分第二节

晶体与晶体的基本性质1、晶体与非晶体（1）晶体：远古年代的定义：具有几何多面体外形且透明的水晶。第二章晶体与晶体的基本性质1、晶体与非晶体天然产出的具有几何多面体外形的固体。现代定义晶体：X-Ray非晶体：不具有格子构造的固体。内部质点在三维空间呈周期性平移重复排列（格子构造）的固体。或：具有格子构造的固体。如何理解格子构造？长程有序、远程规律：晶体内部的质点排列在整个晶体中贯穿始终。

短程有序、近程规律：晶体内部的质点排列在局部分布的规律。晶体与非晶体区别？晶体：晶体既具短程有序（近程规律），也具长程有序（远程规律）。

非晶体：只有近程规律，而无远程规律。

2、准晶体内部质点排列符合近程规律、远程规律，但不体现三维周期平移重复的（即不具有格子构造）固体。非晶体与准晶体非晶体内部质点在三维空间不呈规律性重复排列的固体非晶质体在一定条件下可以自发转化为晶体。准晶体内部结构由多级呈自相似的配位多面体，在三维空间作长程定向有序分布的固体晶体的区别晶体\非晶体\准准晶体与非晶体的区别

准晶体内部质点在三维空间的排列是有规律的准晶体与晶体的区别

准晶体的规律性是配位多面体呈自相似的定向有序排列,而非周期性重复排列。第三节

空间格子空间格子

晶体内部质点在三维空间作周期性重复排列规律的几何图形。1、空间格子的导出

晶体结构几何点

空间格子等同点（相当点）第三节

空间格子1、空间格子的导出

晶体结构选几何点

空间格子等同点（相当点）等同点：占据相同位置，且晶体结构中物质环境（周围质点的种类）和几何环境（周围质点的分布方位和距离）都相同的点。等同点的分布可以体现晶体结构中所有质点的平移重复规律，连接三维空间的相当点，即可获得空间格子。2空间格子的定义空间格子：晶体内部质点在三维空间作周期性平移重复排列所构成的几何图形。说明：同一种晶体结构中的所有质点所构成的空间格子类型是相同的(只有一种)，只是在组成晶体结构时有所平移，但等同点可以有很多种。3、空间格子要素及其基本规律（1）结点a构成空间格子的几何点，代表晶体结构中同一类等同点的位置。3、空间格子要素及其基本规律（2）行列：分布在同一直线上的结点构成一个行列，有无数个行列。结点间距：同一个行列上任意两个相邻结点间的距离。a规律：

同一行列上结点间距相等；

平行的各个行列上结点间距相等；

不平行的行列，其上的结点间距一般不等。

（3）面网：结点在平面上的分布,即构成面网面网间距：两个相邻面网之间的垂直距离面网密度：单位面积内的结点数规律：相互平行的面网，其面网密度和面网间距都相等；规律：不平行的面网，其面网密度和面网间距一般不等；规律：面网密度大的面网之间，其面网间距大面网密度小的面网之间，其面网间距小面网AA’间距d1面网BB’间距d2面网CC’间距d3面网DD’间距d4面网间距依次减小，面网密度也是依次减小的。所以:面网密度与面网间距成正比。（4）平行六面体结点在三维空间形成的最小重复单位。

abc

空间格子可视为由平行六面体在三维空间平行地、毫无间隙地重复堆砌而成的。平行六面体可具有各种不同的形状，各种形状的平行六面体的轴长与轴角（晶胞参数）怎么样？

我们以后将会看到，平行六面体的形状一共有7种，对应有7套晶胞参数的形式，也对应7个晶系。六方格子a=b

c,

=

=90

，

=120

单斜格子a

b

c,

=

=90

，

90

之一7种格子形状立方格子

a=b=c

=

=

=90

四方格子a=b

c,

=

==90

斜方格子a

b

c,

=

=

=90

之二三方格子a=b=c,

=

=

90

三斜格子a

b

c,

90

之三面心格子（F）原始格子（P）底心格子（C）体心格子（I）4种类型的格子14Whynot28(47)

?重复C=PF=P与对称不符14种布拉维格子之一三斜原始格子单斜原始格子单斜底心格子十四种布拉维格子之二斜方原始格子斜方底心格子斜方体心格子斜方面心格子十四种布拉维格子之三四方原始格子四方体心格子六方原始格子三方原始格子十四种布拉维格子之四立方原始格子立方体心格子立方面心格子十四种布拉维格子第四节晶体的基本性质一切晶体所共有、并能以此与其他状态的物体相区别的性质

自限性对称性异向性

均一性

内能最小性

稳定性1、自限性晶体在自由空间中生长时，能自发地形成封闭的凸几何多面体外形的性质。

晶面

晶棱

角顶2、均一性

同一晶体的任一部位的物理性质和化学性质性质都是相同的。

结晶均一性

统计均一性3、异向性晶体的性质随方向的不同而有所差异。

注意

均一性和异向性矛盾吗？

abc4、对称性晶体的相同部分（如外形上的相同晶面、晶棱或角顶，内部结构中的相同面网、行列或质点等）或性

质，能够在不同的方向或位置上有规律地重复出现上面的晶体形态是对称的，晶体的对称受格子构造规律的制约。

5、最小内能性在相同的热力学条件下，与同种化学成分的非晶质体、液体及气体相比，晶体的内能最小。内能＝动能＋势能，动能的大小与温度有关，而势能的大小仅取决于质点间的距离与排列。

物质结晶时发生放热反应，而破坏晶格时则发生吸热反应。6、稳定性在相同的热力学条件下，对于化学成分相同的物质，以不同的物理状态存在时，其中以结晶状态最为稳定

晶体的稳定性是晶体具有最小内能性的必然结果。

非晶质体不稳定，有自发地转变为晶体的必然趋势。晶体有固定的熔点本章重点总