晶体结构结晶学基础.ppt

1、第二章晶体结构，2.1晶体学基础知识，2.2晶体化学基本原理，2.3无机非金属单质晶体结构，2.4无机化合物晶体结构，2.1晶体学基础知识，晶体结构的定量描述，晶面指数和取向指数，1。晶体结构的定性描述晶体及其特征晶体结构和空间晶格晶胞和晶胞参数晶体系统和晶格类型晶体：晶体是内部粒子在三维空间中周期性重复排列的固体，即晶体是具有晶格结构的固体。1。晶体及其特征，1)不言自明的：晶体具有自发形成闭合凸几何多面体的性质，也称为自限性。2)同质性：意味着晶体的任何部分都具有相同的性质。3)各向异性：在晶体的不同方向上具有不同的性质。4)对称性：意味着晶体的物理和化学性质可以有规律地出现在不同的方向或

2、位置，这也称为周期性。5)最小内能和最大稳定性。特征：晶格：利用粒子在晶体中的中心节点：粒子的中心位置称为晶格的节点。晶格：由这些节点组成的空间统称为晶格(空间晶格或空间晶格)。节点也称为数组点。晶格中的节点只有几何意义，并不真正代表任何粒子。2。晶体结构和空间晶格。晶体中粒子的排列具有周期性和对称性。整个晶体可以被认为是由以一定距离在三个不同方向上重复出现的节点形成的。节点之间的距离称为这个方向上的晶体周期。同一晶体在不同方向的周期不一定相同。可以从晶体中提取一个单位来表示晶体结构的特征。取出的最小晶格单位称为晶胞。晶胞是从晶体结构中取出的重复单元，反映了晶体的周期性和对称性。3。细胞和细胞

3、参数，细胞晶体中的重复单元，平行堆积可以填充三维空间，形成空间点阵细胞类型：固体物理原细胞：晶体学原细胞只反映最小的周期性：反映周期性和对称性，不一定是最小的。不同晶体之间的差异：不同晶体的晶胞可能有不同的形状和大小；每个节点周围原子的类型、数量和分布可能不同。晶格和晶胞的不同方法，晶胞应该能够充分表达晶体的对称性；单元的三条相交边应尽可能相等，或者相等边的数量应尽可能大；单元的三条边之间的角度应尽可能形成直角；该装置的体积应尽可能小。选择晶胞的原则：晶胞参数：晶胞的形状和大小可以用六个参数来表示，这六个参数被称为晶格特征参数。它们是三条边的长度a、b和c以及三条边的夹角，如图2-2所示。单元

4、格坐标和单元格参数，4。在确定了晶系和晶格的类型以及晶格的特征参数后，也就确定了晶胞和它所代表的晶格。该方法是沿着三维方向平行堆叠单元以形成网格。空间点阵中所有阵列点的周围环境是相同的，或者所有阵列点具有相同的晶体学位置。根据晶格特征参数之间关系的不同，Bravais将所有晶体的空间晶格分为七类，即七个晶系，如表2-1所示。根据阵列点(节点)的不同空间排列，有的只在单元的顶点，有的占据上、下表面的面中心、每个表面的面中心或单元的体中心等。七个晶体系统包括14种晶格，它们被称为Bravais晶格。bravais点阵的结构特征；2.晶体结构的定量描述：晶面指数和取向指数；1.晶面、取向及其表征：晶

5、格在任何方向上都被分解成相互平行的节点面，称为晶面，即晶体多面体上的平面。晶体取向：后者2.六方晶系的晶面指数和取向指数。晶体取向与晶面1的关系。晶面、晶体取向及其表征。晶面：晶格可以在任何方向分解成相互平行的节点平面，这样的节点平面称为晶面。晶面上的节点在空间中形成二维晶格。相同取向的晶面不仅彼此平行，而且具有相同的节点分布。不同方向的节点平面具有不同的特征。任何方向的一系列平行晶面可以包含晶体中的所有粒子。晶面指数：在结晶学中，一组平行的晶面通常用(hkl)表示，称为晶面指数。数字hkl是三个坐标轴(晶轴)上晶面截距倒数的整数倍。晶面族：两组以上原子排列相同但晶体结构不平行的晶面组成一个晶

6、面族。它通常存在于高对称性的晶体中(如立方晶系)。晶面族指数(符号):通常晶面族中最简单的晶面指数之一用括号填充，称为晶面族指数，用符号hkl表示。这个晶面族包含的所有晶面的指数可以通过改变hkl中H、K和L的符号和顺序，并任意排列和组合它们而形成。同一晶面族中平行晶面的平面间距相等。晶体取向：晶格可以分解成任意方向的平行直线，节点等距分布在直线上。位于直线上的节点形成晶体取向。同一线组中的所有线都具有相同的节点分布，因此任何直线都可以作为线组的代表。不同方向直线的粒子分布是不同的。任何方向的所有平行晶体取向可以包括晶体中的所有节点，并且任何节点也可以在所有晶体取向中。取向指数：用uvw表示。

7、其中，U、V和W是通过以相等的比例简化参考坐标系的X、Y和Z轴上的晶体取向向量的向量分量而获得的。取向指数的确定：选择OP的任意节点O点的坐标原点，将OP的另一个节点P的坐标以相等的比例简化，并按X、Y、Z轴的顺序写在方括号中，则uvw为OP的取向指数。取向指数、取向族的确定：晶体中所有原子排列周期相同的取向都属于一个取向族，用uvw表示。同一方向族中不同方向的指数和数量是相同的。在已知晶体取向指数之后，通过排列和组合U、V和W，可以获得该晶体取向族的所有晶体取向的指数.例如，111取向族的八个取向指数代表八种不同的取向；110取向族的12个取向指数代表12种不同的取向。六方晶系的晶胞是边长为A、高为C的六棱柱体。四轴取向：晶面的符号一般写成(hkil)，折射率的排列顺序依次对应A轴、B轴、D轴和C轴，其中A轴、B轴和D轴的夹角为120，C轴与之垂直。它们之间的关系是：i=(hk)。定向指数和定向族指数分别用uvtw和uvtw表示。其中t=(紫外线)。2。在立方系中，晶面与具有相同折射率的取向之间有严格的对应关系，即具有相同折射率的晶向相互垂直，即