晶体学基础第一章.pptVIP

第1页，共34页，星期日，2025年，2月5日晶体并非局限于天然生成的固体。金属和合金在一般条件下都是晶体，一些陶瓷材料是晶体，高聚物在某些条件下也是晶体。第2页，共34页，星期日，2025年，2月5日绚丽多姿的晶体第3页，共34页，星期日，2025年，2月5日人类从很久远的时候就开始认识晶体，利用晶体。各种不同的天然晶体，有着独特的外形特征，人们在对其绚丽外表惊叹之余，一直很困惑：为什么这些天然晶体具有平的面、直的棱？这些几何多面体形态里面有些什么规律？直到1669年，丹麦学者斯丹诺（StenoN,1638-1686）提出“面角守恒定律”，人类才开始了对晶体形态科学规律的探讨。斯丹诺通过观察、对比各种各样的石英、赤铁矿等矿物晶体的几何形态，总结出：同种矿物晶体其对应晶面夹角守恒。这就是著名的“面角守恒定律”，它是晶体学发展的奠基石。第4页，共34页，星期日，2025年，2月5日FeCu3Au如何在千姿百态的晶体中发现其内在规律？原子、分子是如何排列的？测试方法原子、分子排列的规律性？晶体学第5页，共34页，星期日，2025年，2月5日石盐(NaCl)的晶体结构一切晶体的内部质点(分子、原子或离子等)都是在空间有规则地排列着。晶体是由原子或分子按照一定的周期性规律在空间重复排列而成的固体物质。第6页，共34页，星期日，2025年，2月5日一、晶格周期性的描述——原胞和基矢晶格共同特点——周期性，可以用原胞和基矢来描述原胞——一个晶格中最小重复单元基矢——原胞的边矢量——三维晶格的重复单元是平行六面体——重复单元的边长矢量1.3晶格的周期性1.原胞与晶胞（单胞）第7页，共34页，星期日，2025年，2月5日晶胞（单胞）——为了反映晶格的对称性（结构特征），常取最小重复单元的几倍作为重复单元。晶胞的边在晶轴方向，边长等于该方向上的一个周期——代表单胞三个边的矢量称为单胞的基矢晶胞基矢一些情况下，晶胞就是原胞一些情况下，晶胞不是原胞简单立方晶格—晶胞是原胞面心立方晶格—晶胞不是原胞第8页，共34页，星期日，2025年，2月5日例：面心立方晶格的原胞与晶胞原胞基矢——起点相交的三条立方体面对角线的一半原胞的体积单胞基矢单胞的体积第9页，共34页，星期日，2025年，2月5日1)简单立方晶格——原胞为简单立方晶格的立方单元基矢原胞体积——原胞中只包含一个原子2.简单晶格——由完全等价的一种原子构成的晶格第10页，共34页，星期日，2025年，2月5日2)面心立方晶格立方体的顶点到三个近邻的面心引三个基矢——原胞中只包含一个原子基矢原胞体积第11页，共34页，星期日，2025年，2月5日3)体心立方晶格由立方体的中心到三个顶点引三个基矢——原胞中只包含一个原子基矢原胞体积第12页，共34页，星期日，2025年，2月5日3.复式晶格——复式格子包含两种或两种以上的等价原子1)不同原子或离子构成的晶体NaCl、CsCl、ZnS等第13页，共34页，星期日，2025年，2月5日2)相同原子但几何位置不等价的原子构成的晶体金刚石结构的C、Si、Ge六角密排结构Be、Mg、Zn第14页，共34页，星期日，2025年，2月5日3)复式格子的特点：不同等价原子各自构成相同的简单晶格（子晶格），复式格子由它们的子晶格相套而成NaCl晶格——Na+和Cl－各有一个相同的面心立方晶格第15页，共34页，星期日，2025年，2月5日——CsCl结构是由两个简立方的子晶格彼此沿立方体空间对角线位移1／2的长度套构而成CsCl的复式晶格第16页，共34页，星期日，2025年，2月5日立方系的ZnS——S和Zn分别组成面心立方结构的子晶格沿空间对角线位移1／4的长度套构而成ZnS的复式晶格第17页，共34页，星期日，2025年，2月5日钛酸钡（BaTiO3）的复式晶格BaTiO3的晶格——由Ba、Ti和OI、OII、OIII各自组成的简立方结构子晶格（共5个）套构而成第18页，共34页，星期日，2025年，2月5日4）复式格子的原胞——相应简单晶格的原胞，一个原胞中包含各种等价原