第9章晶体化学基础
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晶体学基础与晶体结构习题与答案晶体学基础与晶体结构习题与答案1. 由标准的(001)极射赤面投影图指出在立方晶体中属于[110]晶带轴的晶带,除了已在图2-1中标出晶面外,在下列晶面中哪些属于[110]晶带?(1-12),(0-12),(-113),(1-32),(-221)。
图2-12. 试证明四方晶系中只有简单立方和体心立方两种点阵类型。
3. 为什么密排六方结构不能称作为一种空间点阵?4. 标出面心立方晶胞中(111)面上各点的坐标。
5. 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向:a)立方晶系(421),(-123),(130),[2-1-1],[311];b)六方晶系(2-1-11),(1-101),(3-2-12),[2-1-11],[1-213]。
6. 在体心立方晶系中画出{111}晶面族的所有晶面。
7. 在立方晶系中画出以[001]为晶带轴的所有晶面。
8. 已知纯钛有两种同素异构体,密排六方结构的低温稳定的α-Ti和体心立方结构的高温稳定的β-Ti,其同素异构转变温度为882.5℃,使计算纯钛在室温(20℃)和900℃时晶体中(112)和(001)的晶面间距(已知aα20℃=0.29506nm,cα20℃=0.46788nm,aα900℃=0.33065nm)。
9. 试计算面心立方晶体的(100),(110),(111),等晶面的面间距和面致密度,并指出面间距最大的面。
10.平面A在极射赤平面投影图中为通过NS及核电0°N,20°E的大圆,平面B的极点在30°N,50°W处,a)求极射投影图上两极点A、B间的夹角;b)求出A绕B顺时针转过40°的位置。
11. a)说明在fcc的(001)标准极射赤面投影图的外圆上,赤道线上和0°经线上的极点的指数各有何特点,b)在上述极图上标出(-110),(011),(112)极点。
12. 图2-2为α-Fe的x射线衍射谱,所用x光波长λ=0.1542nm,试计算每个峰线所对应晶面间距,并确定其晶格常数。
晶体学复习1 结晶学基础1.1概述1.2 第一章:晶体和非晶质体1.2.1 概念(格子、举例)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的现代定义是: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。
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。
1.2.2 基本性质(6个)①最小内能:②稳定性:③对称性:④异向性:⑤均一性:⑥自限性:1.2.3 晶体的对称要素组合及规律(9个要素)对称指:物体相同部分的有规律重复.晶体的对称性也是相对的,而不对称则是绝对的。
晶体宏观对称要素:①对称中心(C):假想的一个点,相应的操作是对于这个点的反伸。
其作用相当于一个照相机.结论:晶体如具有对称中心,晶体上的所有晶面,必定全都成对地呈反向平行的关系。
其对称中心必定位于几何中心。
符号为“C”标志:晶体上的所有晶面都两两平行,同形等大,方向相反。
②对称面:为一假想的面,对称操作为对此平面的反映。
方法:P 2P 3P…… 9PP与面、棱有着的关系:(1)对称面垂直并平分晶体上的晶面晶棱;(2)垂直晶面并平分它的两个晶棱的夹角;(3)包含晶棱③对称轴(L n):为一假想的直线。
对称操作为绕此直线的旋转,可使晶体上的相同部分重复出现。
使相同部分重复出现的最小旋转角,称为基转角(α),旋转一周中,相同部分重复出现的次数,称为轴次( n )。
α、 n 之间的关系为:n = 360o/ α对称定律:晶体外形上可能出现的对称轴的轴次,不是任意的,只能是1 2 3 4 6 。
高次对称轴:轴次高于2的对称轴称(3、4、6)对称轴在晶体中可能出露的位置是:(1)两个相对晶面的连线;(2)两个相对晶棱中点的连线;(3)相对的两个角顶的连线(4)一个角顶与之相对的晶面之间的连线④旋转反身轴(L i n)旋转反伸轴是一假想直线和其上一点所构成的一种复合对称要素。
第一章晶体几何基础1-1 解释概念:等同点:晶体结构中,在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点。
空间点阵:概括地表示晶体结构中等同点排列规律的几何图形。
结点:空间点阵中的点称为结点。
晶体:内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。
对称:物体相同部分作有规律的重复。
对称型:晶体结构中所有点对称要素(对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴)的集合为对称型,也称点群。
晶类:将对称型相同的晶体归为一类,称为晶类。
晶体定向:为了用数字表示晶体中点、线、面的相对位置,在晶体中引入一个坐标系统的过程。
空间群:是指一个晶体结构中所有对称要素的集合。
布拉菲格子:是指法国学者A.布拉菲根据晶体结构的最高点群和平移群对称及空间格子的平行六面体原则,将所有晶体结构的空间点阵划分成14种类型的空间格子。
晶胞:能够反应晶体结构特征的最小单位。
晶胞参数:表示晶胞的形状和大小的6个参数(a、b、c、α、β、γ).1-2 晶体结构的两个基本特征是什么?哪种几何图形可表示晶体的基本特征?解答:⑴晶体结构的基本特征:①晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。
②晶体的内部质点呈对称分布,即晶体具有对称性。
⑵14种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的基本特征。
1-3 晶体中有哪些对称要素,用国际符号表示。
解答:对称面—m,对称中心—1,n次对称轴—n,n次旋转反伸轴—n螺旋轴—ns ,滑移面—a、b、c、d1-5 一个四方晶系的晶面,其上的截距分别为3a、4a、6c,求该晶面的晶面指数。
解答:在X、Y、Z轴上的截距系数:3、4、6。
截距系数的倒数比为:1/3:1/4:1/6=4:3:2晶面指数为:(432)补充:晶体的基本性质是什么?与其内部结构有什么关系?解答:①自限性:晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的反映。
②均一性和异向性:均一性是由于内部质点周期性重复排列,晶体中的任何一部分在结构上是相同的。
异向性是由于同一晶体中的不同方向上,质点排列一般是不同的,因而表现出不同的性质。