第二章-晶体投影
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高考化学晶体投影知识点晶体投影是高考化学中的重要知识点之一,理解和掌握晶体投影的相关概念和方法对于解决晶体结构问题具有重要意义。
下面将介绍晶体投影的相关知识点及其应用。
一、晶体投影的定义晶体投影是指将三维晶体结构中的原子、分子或离子的投影投射在一个平面上,用二维图形来表示晶体的结构。
晶体投影可以帮助我们更清晰地观察晶体的结构,便于分析和研究晶体的性质。
二、晶体投影的方法1. 平行投影法平行投影法是一种常用的晶体投影方法,通过将所有原子在一个平面上投影,使得所有原子在投影图上的尺寸和位置与真实晶体结构一致。
可以使用线段或圆点表示原子,根据需要选择合适的比例尺和投影方向进行绘制。
2. 立体投影法立体投影法是另一种常用的晶体投影方法,它可以提供三维晶体结构的立体感。
通常使用矩形或六边形的投影图形表示晶体结构,其中不同的原子用不同的颜色或符号表示。
三、晶体投影的应用1. 晶体结构分析晶体投影可以帮助我们分析和解释晶体的结构。
通过观察晶体投影图,可以确定晶体中的基本单元和各个原子的位置关系,进而推断晶体的晶格类型、空间群和化学组成等信息。
2. 晶体性质研究晶体投影还可以用于研究晶体的物理和化学性质。
通过观察晶体投影图的形状和对称性,可以推断晶体的晶胞参数、晶体的晶系和晶体的晶体学类别,进而预测晶体的性质,如硬度、光学性质等。
3. 材料设计和合成晶体投影在材料科学和工程中有着广泛的应用。
通过研究晶体投影图,可以了解晶体的结构特征和原子排列方式,从而指导新材料的设计和合成。
四、晶体投影的难点和注意事项1. 投影方向的选择选择合适的投影方向是进行晶体投影的关键。
不同的投影方向可以呈现不同的晶体结构信息。
经验上,选择高对称轴或者对称平面作为投影方向,可以简化晶体投影图的绘制,并且更容易把握晶体的对称性。
2. 投影图的分析正确理解和分析晶体投影图对于解决晶体结构问题至关重要。
需要注意的是,晶体投影图只能提供晶体中原子位置在投影面上的信息,需要结合其它实验数据和理论知识进行综合分析。
2.2.2晶体的投影(1)极射赤平投影极射赤平投影的投影过程为先经过球面投影,再由球面投影转换到称为赤道平面的投影面上。
如图2-16所示,首先取一定点O作为投影中心,以此点为球心,以一定长为半径作一球面,称为投影球。
然后通过球心作一水平平面,称赤道面。
投影面与球相交的水平圆,称基圆或赤道。
垂直投影面过球心的直径NS称投影轴,N为北极点或上目测点,S为南极点或下目测点。
投影过程分为如下两步:①球面投影如图2-17所示,将晶体放在投影球中心,晶体中心与球心重合,自中心作每个晶面的法线,延伸与球面相交,交点称相应晶面的极点,如图中a和b两点,这些极点就是晶面在球面的投影点。
②极射赤平投影以南极S为目测点进行极射赤平投影。
由S向球面上的极点作连线,连线与赤道平面的交点即为极点的极射赤平投影点。
图2-18表示了由图2-17的球面投影到极射赤平投影的转换。
图2-19给出了它们的极射赤平投影图。
如果晶面的极点位于下半球,若以S为目测点,则晶面的极射赤平投影点将在基圆之外,在这种情况下,应以N为目测点。
为了区分上下半球的极点,上半球极点的投影用“○”表示,下半球极点的投影用“×”表示。
从图2-17和图2-19可以看出,晶体上水平晶面的投影点位于基圆的中心(晶面E、F);直立晶面的投影点位于基圆上(晶面C、D、G、H);倾斜晶面的投影点位于基圆内(晶面A、B),倾斜度越近水平,其投影点距基圆中心越近。
极射赤平投影在晶体学中已广泛应用于晶体的对称、晶体定向、晶面符号和晶带符号等。
图2-20是等轴晶系的六八面体晶体,其对称要素的极射赤平投影见图中所示。
(2)对称要素的极射赤平投影①对称面的投影:将对称面扩展与投影球相交,所得球面上的大圆有如下几种(图2-21(a)):水平对称面的投影与基圆重合(图2-21(b)中a);直立对称面的投影为通过基圆中心的直线(图2-21(b)中b);倾斜面的投影是以基圆直径为弦的大圆弧(图2-21(b)中c,只表示上半球投影)。