结晶学晶体结构主要类型
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结晶学一、基本概念:1.晶体(crystal)的概念:内部质点在三维空间周期性重复排列构成的固体物质。
这种质点在三维空间周期性地重复排列称为格子构造,所以晶体是具有格子构造的固体。
2对称型(class of symmetry)晶体宏观对称要素之组合。
(点群,point group)3.空间群:一个晶体结构中,其全部对称要素的总和。
也称费德洛夫群或圣佛利斯群。
4.单形(Simple form):一个晶体中,彼此间能对称重复的一组晶面的组合。
即能借助于对称型之全部对称要素的作用而相互联系起来的一组晶面的组合。
5.双晶:两个以上的同种晶体,彼此间按一定的对称关系相互取向而组成的规则连生晶体。
6.平行六面体:空间格子中按一定的原则划分出来的最小重复单位称为平行六面体。
是晶体内部空间格子的最小重复单位,是由六个两两平行且相等的面网组成。
7.晶胞:能充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元,其形状大小与对应的单位平行六面体完全一致。
8.类质同像:晶体结构中某种质点为性质相似的他种质点所替代,共同结晶成均匀的单一相的混合晶体,而能保持其键性和结构型式不变,仅晶格常数和性质略有改变。
9.同质多像:化学成分相同的物质,在不同的物理化学条件下,形成结构不同的若干种晶体的现象。
10.多型:一种元素或化合物以两种或两种以上层状结构存在的现象。
这些晶体结构的结构单元层基本上是相同的,只是它们的叠置次序有所不同。
二、晶体的6个基本性质1、均一性(homogeneity):同一晶体的任一部位的物理和化学性质性质都是相同的。
2、自限性(property of self-confinement):晶体在自由空间中生长时,能自发地形成封闭的凸几何多面体外形。
3. 异向性(各向异性)异向性(anisotropy):晶体的性质随方向的不同而有所差异。
4. 对称性(property of symmetry):晶体的相同部分(如外形上的相同晶面、晶棱或角顶,内部结构中的相同面网、行列或质点等)或性质,能够在不同的方向或位置上有规律地重复出现。
14种晶体结构晶体是由原子、分子或福隔离子按照一定的空间规则排列而成的有序固体。
晶体结构是指晶体中原子、离子或分子排列的规则和顺序。
在固体物质中,晶体结构的种类有很多种,其中比较常见的有以下14种:1. 立方晶体结构:最简单的晶体结构之一,具有三个等长的边和六个等角,包括简单立方、体心立方和面心立方三种类型。
2. 六方晶体结构:其晶胞的基本结构是六方密堆,其中最典型的就是六方晶体和螺旋晶体。
3. 正交晶体结构:晶胞具有三个不相互垂直的晶轴,分别被称为a、b 和c 轴,是最常见的晶体结构之一。
4. 单斜晶体结构:晶胞具有两个不相互垂直的晶轴,是晶体结构中的一种。
5. 三方晶体结构:具有三个相等的轴,夹角为60度,最常见的晶体结构之一是石英。
6. 菱晶体结构:晶胞内部有四面体结构,是一种简单的晶体结构。
7. 钙钛矿晶体结构:一种具有钙钛矿结构的晶体,包括钙钛矿结构和螺旋钙钛矿结构。
8. 蜗牛晶体结构:晶胞的形状像一只蜗牛的壳,是晶体结构中的一种。
9. 立方密排晶体结构:晶胞的结构是立方密排,是晶体结构中的一种。
10. 体心立方晶体结构:晶体结构的晶胞中有一个原子位于晶体的中心,是晶体结构中的一种。
11. 面心立方晶体结构:晶体结构的晶胞的各个面的中心有一个原子,是晶体结构中的一种。
12. 钻石晶体结构:晶体结构的晶胞构成了一种钻石结构,是晶体结构中的一种。
13. 银晶体结构:晶体结构的晶胞构成了一种银结构,是晶体结构中的一种。
14. 锶钛矿晶体结构:晶体结构的晶胞构成了一种锶钛矿结构,是晶体结构中的一种。
晶体结构的种类繁多,每种晶体结构都有其独特的结构特点和性质,对晶体的物理和化学性质有着重要的影响。
研究晶体结构不仅可以帮助我们更好地了解晶体的构成和性质,还有助于我们在材料科学、物理化学等领域的应用和研究。
因此,对晶体结构的研究具有重要的科学意义和应用价值。
第一章晶体结构1-1. 试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。
解:晶态固体材料中的原子有规律的周期性排列,或称为长程有序。
非晶态固体材料中的原子不是长程有序地排列,但在几个原子的范围内保持着有序性,或称为短程有序。
准晶态是介于晶态和非晶态之间的固体材料,其特点是原子有序排列,但不具有平移周期性。
另外,晶体又分为单晶体和多晶体:整块晶体内原子排列的规律完全一致的晶体称为单晶体;而多晶体则是由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的。
1-2. 晶格点阵与实际晶体有何区别和联系?解:晶体点阵是一种数学抽象,其中的格点代表基元中某个原子的位置或基元质心的位置,也可以是基元中任意一个等价的点。
当晶格点阵中的格点被具体的基元代替后才形成实际的晶体结构。
晶格点阵与实际晶体结构的关系可总结为:晶格点阵+基元=晶体结构1-3. 晶体结构可分为Bravais格子和复式格子吗?解:晶体结构可以分为Bravais格子和复式格子,当基元只含一个原子时,每个原子的周围情况完全相同,格点就代表该原子,这种晶体结构就称为简单格子或Bravais格子;当基元包含2个或2个以上的原子时,各基元中相应的原子组成与格点相同的网格,这些格子相互错开一定距离套构在一起,这类晶体结构叫做复式格子。
心四方解:(a)“面心+体心”立方不是布喇菲格子。
从“面心+体心”立方体的任一顶角上的格点看,与它最邻近的有12个格点;从面心任一点看来,与它最邻近的也是12个格点;但是从体心那点来看,与它最邻近的有6个格点,所以顶角、面心的格点与体心的格点所处的几何环境不同,即不满足所有格点完全等价的条件,因此不是布喇菲格子,而是复式格子,此复式格子属于简立方布喇菲格子。
(b)“边心”立方不是布喇菲格子。
从“边心”立方体竖直边心任一点来看,与它最邻近的点子有8个;从“边心”立方体水平边心任一点来看,与它最邻近的点子也有8个。
虽然两者最邻近的点数相同,距离相等,但他们各自具有不同的排列。