晶体的点阵理论

晶体的点阵结构范文晶体是由原子、分子或离子经过排列而形成的具有一定规律性的固体结构。

晶体的点阵结构描述了晶体中原子、分子或离子的排列规律，是了解晶体性质和行为的重要基础。

本文将介绍晶体点阵结构的概念、特点和常见的点阵结构类型。

1.晶体点阵结构的概念：晶体点阵结构指的是晶体中原子、分子或离子的排列方式。

晶体的点阵结构可以描述为离散点阵或连续点阵。

离散点阵指的是由原子、分子或离子形成的具有一定规律性的排列，如钻石晶体中由碳原子组成的体心立方密堆积结构。

连续点阵指的是由电子云的密度分布形成的具有周期性的结构，如金属中的自由电子云。

2.晶体点阵结构的特点：（1）周期性：晶体中的点阵结构呈现出周期性，即具有重复的排列。

点阵在各个方向上都有重复的模式，这是晶体独特的特点。

（2）紧密性：晶体点阵结构具有高度的紧密性，即原子、分子或离子之间的间距相对较小，利于紧密堆积。

（3）对称性：晶体点阵结构具有一定的对称性，即在一些特定方向和位置上，晶体内部呈现出相同的排列方式。

3.常见的点阵结构类型：（1）立方晶系：立方晶系是最简单的晶体点阵结构，包括体心立方、面心立方和简单立方。

体心立方的例子包括钠、铁等金属；面心立方的例子包括铜、铝等金属；简单立方的例子包括钙、镁等金属。

（2）正交晶系：正交晶系中的点阵结构呈现出一种拉伸的形状，包括简单正交、体层正交和面层正交。

简单正交的例子包括钠氯化物（NaCl）；体层正交的例子包括二氧化锰（MnO2）。

（3）四方晶系：四方晶系中的点阵结构具有四方对称性，包括二硫化锌（ZnS）和硫化钡（BaS）等。

（4）六方晶系：六方晶系中的点阵结构具有六方对称性，包括氧化铝（Al2O3）和金红石（Al2O3）等。

（5）三斜晶系：三斜晶系是最复杂的晶体点阵结构，无规律可循，包括二氧化硅（SiO2）和五硼酸镁（MgB5O9）等。

总结：晶体的点阵结构是指描述晶体中原子、分子或离子排列方式的规则性结构。

第七章晶体结构第一节晶体的点阵结构一、晶体及其特性晶体是原子（离子、分子）或基团（分子片段）在空间按一定规律周期性重复地排列构成的固体物质。

晶体中原子或基团的排列具有三维空间的周期性，这是晶体结构的最基本的特征，它使晶体具有下列共同的性质：(1)自发的形成多面体外形晶体在生长过程中自发的形成晶面，晶面相交成为晶棱，晶棱会聚成顶点，从而出现具有几何多面体外形的特点。

晶体在理想环境中应长成凸多面体。

其晶面数（F）、晶棱数（E）、顶点数（V）相互之间的关系符合公式：F+V=E+2 八面体有8个面，12条棱，6个顶点，并且在晶体形成过程中，各晶面生长的速度是不同的，这对晶体的多面体外形有很大影响：生长速度快的晶面在晶体生长的时候，相对变小，甚至消失，生长速度小的晶面在晶体生长过程中相对增大。

这就是布拉维法则。

(2)均匀性：晶体中原子周期性的排布，由于周期极小，故一块晶体各部分的宏观性质完全相同。

如密度、化学组成等。

(3)各向异性：由于晶体内部三维的结构基元在不同方向上原子、分子的排列与取向不同，故晶体在不同方向的性质各不相同。

如石墨晶体在与它的层状结构中各层相平行方向上的电导率约为与各层相垂直方向上电导率的410倍。

(4)晶体有明显确定的熔点二、晶体的同素异构由于形成环境不同，同一种原子或基团形成的晶体，可能存在不同的晶体结构，这种现象称为晶体的同素异构。

如：金刚石、石墨和C60是碳的同素异形体。

三、晶体的点阵结构理论1、基本概念（1）点阵：伸展的聚乙烯分子具有一维周期性，重复单位为2个C原子，4个H 原子。

如果我们不管其重复单位的内容，将它抽象成几何学上的点，那么这些点在空间的排布就能表示晶体结构中原子的排布规律。

这些没有大小、没有质量、不可分辨的点在空间排布形成的图形称为点阵。

构成点阵的点称为点阵点。

点阵点所代表的重复单位的具体内容称为结构基元。

用点阵来研究晶体的几何结构的理论称为点阵理论。

（2）直线点阵：根据晶体结构的周期性，将沿着晶棱方向周期的重复排列的结构单元，抽象出一组分布在同一直线上等距离的点列，称直线点阵。

晶体学14种空间点阵型式晶体的点阵分为14种空间点阵型式：简立方、体心立方、面心立方、简六方、简四方、体心四方、心六方、简正交、心正交、体心正交、面心正交、简单斜、心单斜和简三斜。

晶体是由微观粒子，原子、离子或分子在三维空间周期性地重复排列而形成的固体物质，与晶体结构周期性对应的一个重要数学概念为点阵。

依据特征对称元素,晶体分为7个晶系，立方、六方、四方、三方、正交、单斜和三斜，依据特征对称元素和正当点阵单位的划分规则，法国科学家于1866年推导出上述14种空间点阵型式，然而，14种空间点阵型式的严格数学推导过程繁杂冗长，致使国内外许多有关晶体学、固体化学和结构化学的教材只是列举14种空间点阵型式，而对其来龙去脉或是只做部分说明，或无任何解释。

点阵的类型包括点阵是激光的一种输出模式，可把原本聚集的光斑分散成数十到数百个更微小的焦斑，形成细如发丝的矩阵激光，将微量的热损伤分隔，这样热损伤之间的正常组织不受影响。

点阵激光主要分为剥脱性和非剥脱性，常见的点阵激光主要有以下几类：非剥脱性点阵激光：1550nm波长点阵激光1550nm波长激光的水分吸收率较低，激光柱状热损伤可直达肌肤真皮层，淡化毛孔、提升肌肤弹性的效果显著。

1927nm铥激光1927nm波长激光是一种新型的激光波长，水吸收率是1550nm 波长激光的10倍，介于剥脱和非剥脱之间，作用深度位于皮肤表皮层下部和真皮层上部的之间的部位。

1927nm波长激光可应对色素性皮肤疾病，以及美白嫩肤，提亮和均匀肤色，打造完美无暇美肌。

剥脱性点阵激光:10600nm二氧化碳点阵激光10600的水分吸收率很高，是1927nm铥激光的24倍，可从角质层开始汽化至皮肤深层，皮肤重塑的能力很强，可用于痤疮瘢痕、妊娠纹，紧致换肤、减少皱纹、改善肤色肤质等，特别是凹陷型疤痕，效果显著。

2940nm铒激光2940nm波长点阵激光的水分吸收率是二氧化碳点阵激光的10倍，属剥脱性的点阵激光，主要作用于皮肤的角质层，可精确对皮肤细致剥脱，主要用于嫩肤，去除浅表瘢痕、老年斑、痣和凸起型疤痕等。

第五章 晶体结构安徽师范大学化学与材料科学学院§5­1晶体的点阵理论晶体具有按一定几何规律排列的内部结构，即晶 体由原子(离子、原子团或离子团)近似无限地、在三 维空间周期性地呈重复排列而成。

这种结构上的长 程有序，是晶体与气体、液体以及非晶态固体的本 质区别。

晶体的内部结构称为晶体结构。

1. 晶体的结构特征(1)均匀性(2) 各向异性(3) 自发形成多面体外形(4) 具有确定的熔点(5) 对称性(6) X射线衍射2.周期性下面两个图形均表现出周期性：沿直线方向，每 隔相同的距离，就会出现相同的图案。

如果在图形 中划出一个最小的重复单位（阴影部分所示），通 过平移，将该单位沿直线向两端周期性重复排列， 就构成了上面的图形。

最小重复单位的选择不是唯一的，例如，在图(a) 中，下面任何一个图案都可以作为最小的重复单位。

点的位置可以任意指定，可以在单位中或边缘的任 何位置，但一旦指定后，每个单位中的点的位置必须 相同。

如，不论点的位置如何选取，最后得到的一组点在空间 的取向以及相邻点的间距不会发生变化。

3.结构基元在晶体中，原子(离子、原子团或离子团)周期性地重 复排列。

上面我们在图形找出了最小的重复单位，类似 的，可以在晶体中划出结构基元。

结构基元是指晶体中 能够通过平移在空间重复排列的基本结构单位。

【例1】一维实例：在直线上等间距排列的原子。

一个原子组成一个结构基元，它同时也是基本的化学组成单位。

结构基元必须满足如下四个条件：化学组成相同；空间结构相 同；排列取向相同；周围环境相同。

【例2】一维实例：在伸展的聚乙烯链中，­CH2­CH2­组成一个 结构基元，而不是­CH2­。

【例3】二维实例：层状石墨分子，其结构基元由两个C原子组 成(相邻的2个C原子的周围环境不同)。

结构基元可以有不同的选法，但其中的原子种类和数目应保 持不变。

晶体的点阵类型晶体的点阵类型晶体是由原子、离子或分子组成的周期性排列的结构，具有一定的对称性和规则性。

晶体的点阵类型是指其原子、离子或分子在空间中的排列方式和对称性。

本文将介绍晶体的点阵类型，包括简单立方晶系、面心立方晶系、体心立方晶系、六方最密堆积晶系、菱面体最密堆积晶系等。

一、简单立方晶系简单立方晶系是最简单的一种点阵类型，其原子在空间中沿着三个互相垂直的轴线上等距排列。

每个原子周围都有六个相邻原子，形成一个六面体。

该点阵类型具有三条相互垂直的轴线和四个三重旋转轴，对称性为正方形。

二、面心立方晶系面心立方晶系是由简单立方晶系变形而来，其每个顶点处都有一个原子，并在每个面心处增加了一个原子。

该点阵类型具有四条三重旋转轴和三条四重旋转轴，对称性为正四面体。

三、体心立方晶系体心立方晶系是由简单立方晶系变形而来，其每个顶点处都有一个原子，并在晶体的中心增加了一个原子。

该点阵类型具有四条三重旋转轴和三条四重旋转轴，对称性为正八面体。

四、六方最密堆积晶系六方最密堆积晶系是由六边形最密堆积和立方最密堆积两种点阵类型组合而成的。

其原子在空间中沿着六边形的对角线上等距排列。

该点阵类型具有一个六重旋转轴和一个二十四重旋转轴，对称性为正六面体。

五、菱面体最密堆积晶系菱面体最密堆积晶系是由菱形最密堆积和立方最密堆积两种点阵类型组合而成的。

其原子在空间中沿着菱形的对角线上等距排列。

该点阵类型具有一个四重旋转轴和一个二十四重旋转轴，对称性为正八面体。

结语以上介绍了常见的几种晶体的点阵类型，不同的点阵类型具有不同的对称性和规则性，在实际应用中也有着不同的应用。

了解晶体的点阵类型有助于我们更好地理解晶体的结构和性质，对于材料科学、化学、物理等领域的研究都有重要意义。