晶体学基础知识点及思维导图

HOMEWORKS知识点晶体结构Crystal structure 点阵结构Lattice晶胞Unit cells晶系Crystal systems布拉菲格子The Bravais lattices点群point group空间群space group关系Relationships/思维导图Mind mapping具体中文解释粒子抽象成点，形成了点阵结构，而这些点连接起来就形成了晶格，可以说点阵和晶格具有同一性，但区别于点阵具有唯一性，晶格不具有。

同样我们需要区别“lattice ”的意义 它在这应该准确的代表点阵结构而不是单单的点阵，点阵结构是具体的客观存在的而点阵是人为抽象出来的，相比于点阵对应的点阵点，点阵结构对应的就是结构基元。

晶胞堆砌成了点阵结构，晶胞又具有晶胞参数和晶胞内容两方面，也就是说可以这么表示晶胞=点阵格子+结构基元。

根据晶胞的晶胞参数我们可以把晶体的结构从宏观上分为七个方面，也就是七大晶系.七大晶系结合晶胞类型产生了14种Bravais晶格点群表示的是晶体中所包含所有点对称操作的（旋转、反应、反演）的集合。

（晶体的宏观性质不变)。

点群描述了分子结构和晶体的宏观对称性（后来老师讲点群只是对于结构基元里的原子的对称排布，我个人后来查阅思考了一下，这是局限的，点群所描述的对称性正是可以描述宏观的晶格以及肉眼可见的晶体的对称性，所以它才被引为宏观对称性。

）微观对称元素：点阵、滑移面、旋转轴（无数阶次）而晶体的宏观对称元素和微观对称元素在内的全部对称元素的一种组合就构成晶体的一种微观对称类型也就是空间群，它反应的是内部微观结构的对称性（结构基元内部原子）或者是微观的晶胞堆积方式的不同。

晶体的宏观对称性就是晶体微观对称性的宏观表现。

晶系与对称的关系：七种晶系从宏观的对称操作来看，有旋转、反射、反演，这些构成的是32种点群。

而晶系必须符合平移操作（晶体对称定律的要求），结合平移我们限定了它有14种Bravais 格子。

晶体物态固态晶态 以晶体形式存在 非晶态以非晶体形式存在液态特例：离子液体熔点不高的仅由离子组成的液体物质液体物质不一定由分子组成液晶态熔点至澄清点温度范围内物质聚集状态 各向异性(晶体)，流动性(液体)塑晶态一定温度条件下保持固态晶体典型特征但有一定塑性气态特例：等离子体由电子，阳离子和电中性粒子组成的整体上呈 电中性的气态物质气体物质不一定由分子组成晶体特点本质特征原子在三维空间里呈周期性有序排列 自范性本质原因原子在三维空间里呈周期性有序排列晶体能自发呈现多面体外形的性质 条件晶体生长的速率适当各向异性物理性质如强度，导热性，光学性质等制备途径熔融态物质凝固生长速率适当 溶质从溶液中析出 KH2PO4单晶气态物质凝华 化学气相沉积制备钻石 判别X射线衍射实验最为可靠的科学方法熔点固定，熔化过程中温度不变 各向异性测试晶体某些性质具有各向异性折光率测试描述晶胞：描述晶体结构的基本单元无隙 相邻晶胞间没有间隙 并置晶胞平行排列，取向相同晶胞的原子计数：均摊法方法沸点 比较一般：共价晶体>离子晶体>分子晶体，金属晶体沸点区间广先分类，每一类下具体讨论晶体类型结构图法 结构图与已知的某种晶体类似，则晶体类型相同 物质种类见”各种晶体常见物质类别“计算 方法晶体密度计算顺序：晶胞原子计数--物质的量--晶胞质量-- 晶胞体积--晶体密度由关系式得出各参量关系，从中解得待求量共价晶体微观空间里没有分子微粒间作用力：共价键键长越短，键能越大，键越强 物理性质熔点高，硬度大熔化时克服共价键任何情况不导电 难溶于任何溶剂举例 晶体B，金刚石分子晶体定义：只含分子的晶体特性熔点低，硬度小范德华力越大，熔点越高，含氢键的高 范德华力：分子量，极性烷烃类碳原子数越多，支链越少，熔点越高原因：靠分子间作用力相互吸引作用力 范德华力/氢键种类所有的非金属氢化物，部分非金属单质，部分非金属氧化物； 几乎所有的酸；绝大多数有机物（AlCl3）金属晶体构成微粒：原子 微观空间没有分子作用力：金属键概念 金属阳离子和自由电子间 存在的强的相互作用特点无饱和性，方向性强弱金属原子半径越小，价电子数越多，金属键越强 成键粒子金属阳离子与自由电子结构等径圆球密堆积面心六方最密堆积体心立方堆积描述电子气理论 延展性，导电性，导热性，光泽性性质特征性质 金属键越强，金属熔点越高，硬度越大合金改性离子晶体构成微粒：阴阳离子作用力：主要离子键强弱 离子半径越小，电荷数越高， 离子键越强性质 无方向性，饱和性，为静电作用特点离子晶体中可能存在共价键，氢键物理性质熔点高，硬度大，脆 离子键越强，熔沸点越高不导电，溶于水/熔融导电导电是化学变化无延展性 错动使得同性离子相互排斥 溶解性易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂结构NaCl,CsCl,ZnS,CaF2四种主要类型过渡晶体特点四种晶体都有过渡类型离子/共价离子键百分数举例石墨层内共价键，层间范德华力sp2杂化形成平面六元并环结构硬度低，层间可相对滑动熔点高于金刚石。