第二章晶体与性质总结.ppt

第二章 晶体和非晶质体 2 晶体和非晶质体 2.1 概念 晶体：具有格子构造的固体 非晶质体：不具有格子构造的物质 晶体－－过去看法：具有规则的几何多面体外形…… * 自1784年诞生—讨论。 1895年X—射线。 1912年X—射线结构研究应用 。 本质：在一切晶体中，组成它们的质点（原子、离子、离 子 团、分子等）在空间都是按格子构造的规律来分布的。 例如，石墨、石英、玻璃。 结论：一定化学成分的矿物，大部分都具有由原子规则排列的 内部结构。 氯化钠晶体结构的本质： 氯化钠晶体－－－－立方体的外形。1mm3＝1018—1019。 X—衍射分析：每个小立方体中质点排列的方式是完全相同的。 Cl- 离子 Na+离子 氯化钠晶体结构 可以看出：三方向， Cl-与Na+是每隔0.563nm的距离重 复一次。 内部结构： Cl-离子和Na+离子在三维空间均成周期性重复的规 则排列而构成一种格子状的构造。 其他晶体也如此 。 晶体定义： 晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的 固体；或者说，晶体是具有格子构造的固体。相 应地，内部质点在三维空间成周期性重复排列的 固体，便称为结晶质 晶体的分布极为广泛，不只局限于矿物的范畴。 3 晶体的空间格子规律 晶体的格子构造决定晶体各项性质。 晶体结构的格子构造规律（氯化钠）： 选择一个几何点——等同点——空间点阵 石盐中的点阵图（黑点表示等同点） 发现等同点的图形： 同一晶体，得出的等同点的空间分布，是一致的。 等同点则称为阵点或结点，点阵中各个结点在空间的分布规律，体现了相应结构中质点排列的重复规律。 等同点（结点） 石盐晶体结构的空间格子 结点在三维空间周期性重复这一性质，体现了一切晶体所共有的基本特性。 空间格子： 由结点在三维空间做周期性重复排列构成的无限图形。 3.1 空间格子的要素 ①结点—是空间格子上的等同点（几何点）。无物理化学意义。 ②行列—分布在同一直线上的结点构成一个行列。 ③面网—联接分布在同一平面内的结点则构成一个面网。 ④平行六面体—由三条不共面的行列及与此三行列相应地平行行列便将整个空间格子划分成一系列平行叠置的六面体。 平行六面体即是空间格子的最小单位，称为单位平行六面体。在单位平行六面体划分出来的相应单位，称为晶胞 3.2 十四种空间格子 同一个空间点阵，划分平行六面体的方式是多种多样的。 选择平行六面体的原则： ①所选平行六面体的对称性应符合整个空间点阵的对称性。 ② 选择棱与棱之间直角关系为最多的平行六面体 ③ 所选平行六面体之体积应最小。 ④ 当对称性规定棱间的交角不能为直角关系时，应选择结点间距小的行列作为平行六面体的棱，且棱间的交角接近于直角的平行六面体。 单位平行六面体，a、b、c 、?、?、? 是表征它本身形状、大小的一组参数，称为格子参数或点阵参数。 c a b ? ? ? 单位平行六面体参数 单位平行六面体与坐标轴的关系：棱交角＝坐标轴之间交角。 a、b、c ＝轴单位。 a、b、c、?、?、? 关系有七种情况，与单位平行六面体七种格子相对应。 3.2.1 立方格子 a=b=c ?=?=? =90o 3.2.2 三方格子 a=b=c ?=?=? ≠90o， 60， 109o2816 菱面体格子中α为特殊角度时，演变成的三种立方体格子 3.2.3 四方格子 a=b ≠ c ?=?=? =90o 3.2.4 六方格子 a=b≠c ?=?=90o ?