晶体的基本性质

1、会计学1晶体的基本性质晶体的基本性质2第一章第一章 晶体和空间格子晶体和空间格子 从几何意义上掌握从几何意义上掌握晶体和空间格子的概念晶体和空间格子的概念，空间格子的获取过程空间格子的获取过程和和空间格子的基本要素空间格子的基本要素，要，要求能够从几何意义上正确区分晶体结构和空间格求能够从几何意义上正确区分晶体结构和空间格子、晶胞与平行六面体的差异，掌握晶体的基本子、晶胞与平行六面体的差异，掌握晶体的基本性质，以便为后续内容的掌握奠定良好基础。性质，以便为后续内容的掌握奠定良好基础。 教学大纲要求教学大纲要求重点和难点重点和难点重点：重点：晶体和空间格子的概念、空间格子的获取和晶体和空间格子的

2、概念、空间格子的获取和 晶体的基本性质。晶体的基本性质。难点：难点：空间格子的获取及其几何意义。空间格子的获取及其几何意义。 3主要内容主要内容4 石英（石英（Quartz）铬铅矿（铬铅矿（Crocoite ） 一. 晶体的概念晶体的概念什么是晶体？什么是晶体？5 电气石电气石(Tourmaline)石膏石膏(Gypsum)钼铅矿钼铅矿(Wulfenite)6祖母绿祖母绿(Emerald Brooch)钻石钻石(Diamond)金刚石金刚石(Diamond)7石榴子石石榴子石(Garnet) 火蛋白石火蛋白石(Fire Opals)8紫锂辉石紫锂辉石(Kunzite) 软玉软玉 (Nephri

3、te)常林钻石常林钻石重重158.786克拉克拉9晶体的定义是什么？晶体的定义是什么？10与晶体结构相反，与晶体结构相反，内部质点不作周期内部质点不作周期性的重复排列的固性的重复排列的固体，即称为体，即称为非晶质非晶质体体。11晶体晶体:短短(或近或近)程有序程有序, 长长(远远)程有序程有序非晶体非晶体:短短(或近或近)程有序程有序, 长长(远远)程无序程无序12二二. .空间格子的概念与获得空间格子的概念与获得（1 1）空间格子）空间格子是表示晶体内部结构中是表示晶体内部结构中质点质点周周期性重复排列规律的期性重复排列规律的几何图形几何图形。（2 2）等同点或相当点：）等同点或相当点：点的

4、内容点的内容( (或种类或种类) )相同相同; ;点的周围环境相同。点的周围环境相同。 （3 3）空间格子的获得：）空间格子的获得： 首先必须找出晶体结构中的相当点；首先必须找出晶体结构中的相当点； 按照一定的规则将相当点连接起来，就形按照一定的规则将相当点连接起来，就形成了空间格子。成了空间格子。 1314空间格子的获得：空间格子的获得：等同点或相当点等同点或相当点(1)点的内容点的内容(或种类或种类)相同相同;(2)点的周围点的周围环境相同环境相同.一维图案一维图案15二维图案二维图案(c)16三维图案三维图案 等同点的分布可以体现晶体结构中所有质点的重复规律。等同点的分布可以体现晶体结构

5、中所有质点的重复规律。等同点在三维空间作格子状排列，我们称为等同点在三维空间作格子状排列，我们称为空间格子空间格子。同一晶体结构，其空间格子一定是固定和相同的。同一晶体结构，其空间格子一定是固定和相同的。1718（1）结点）结点（2）行列）行列（3）面网）面网（4）平行六面体）平行六面体19（1 1）结点（格点）结点（格点）l实际晶体中的同种质点并不一定只占据在同一套结点上实际晶体中的同种质点并不一定只占据在同一套结点上。（在（在P4P4图图1-2a1-2a中以硅原子为对象可找出两套相当点，以氧中以硅原子为对象可找出两套相当点，以氧原子为对象可找出原子为对象可找出3 3套相当点。）套相当点。）

6、20（2 2）行列）行列l同一行列中的结点间距必然是相等的。同一行列中的结点间距必然是相等的。l相互平行的行列，其结点间距必定相等；相互平行的行列，其结点间距必定相等；l不相平行的行列，一般说其结点间距亦不相不相平行的行列，一般说其结点间距亦不相等。等。21（3 3）面网）面网l结点在平面上的分布即构成面网。结点在平面上的分布即构成面网。l面网密度面网密度：面网上单位面积内的结点面网上单位面积内的结点数。数。l面网间距：面网间距：任意两相邻面网间的垂直任意两相邻面网间的垂直距离。距离。 l相互平行的面网，其面网密度及面网间距必然相同。相互平行的面网，其面网密度及面网间距必然相同。l互不平行的面

7、网，其面网密度及面网间距一般不同。互不平行的面网，其面网密度及面网间距一般不同。l面网密度大的面网其面网间距亦大，反之，密度小，面网密度大的面网其面网间距亦大，反之，密度小，间距亦小。间距亦小。22（4 4）平行六面体）平行六面体2324异向性：异向性：晶体的几何量度和物理性质与其方向性有关。设在晶体任意取两个方向n1和n2, 则有 F(n1) F(n2) 即在不同方向上, 晶体的几何量度和物理性质均有所差异。对称性对称性：指晶体中相同部分（如外形上的相同晶面、晶棱，内部结构中的相同面网、行列或原子、离子等）或性质，能够在不同的方向或位置上有规律重复出现的特性。最小内能性最小内能性: 在相同的

8、热力学条件下，与同种化学成分的气体、液体及非晶质体相比，以晶体的内能为最小。 内能 = 动能 + 势能 质点在平衡点 质点间相对 周围作无规则 位置所产生 振动的能量 能量25261000多年前，认识了石英和石盐具有规则的外 形； 17世纪中叶前，以外形研究为主 ； 1912年，X射线晶体衍射实验成功，结晶学进入快速发展阶 段； 19世纪中叶开始对晶体内部结构探索，逐渐发展成为一门 独立的学科； 20世纪初, 内部结构的理论探索 。 是矿物学的基础, 是材料科学的基础 , 是生命科学的基础 . 五.研究简史及主要分支27现代结晶学的几个分支：1、晶体生成学：晶体生成学：研究天然及人工晶体的发生

9、、成长和变 化的过程与机理，以及控制和影响它们的因素。2、几何结晶学：几何结晶学：研究晶体外表几何多面体的形状及其规 律性。3、晶体结构学：晶体结构学：研究晶体内部结构中质点排列的规律 性，以及晶体结构的不完善性。4、晶体化学：晶体化学：研究晶体的化学组成与晶体结构以及晶体 的物理、化学性质之间关系的规律性。5、晶体物理学：晶体物理学：研究晶体的各项物理性质及其产生的机 理。28 六六. . 总结总结29 思考题思考题30 A图图 B图图31A图图 B图图32第一章第一章 晶体和空间格子晶体和空间格子 从几何意义上掌握从几何意义上掌握晶体和空间格子的概念晶体和空间格子的概念，空间格子的获取过程

10、空间格子的获取过程和和空间格子的基本要素空间格子的基本要素，要，要求能够从几何意义上正确区分晶体结构和空间格求能够从几何意义上正确区分晶体结构和空间格子、晶胞与平行六面体的差异，掌握晶体的基本子、晶胞与平行六面体的差异，掌握晶体的基本性质，以便为后续内容的掌握奠定良好基础。性质，以便为后续内容的掌握奠定良好基础。 教学大纲要求教学大纲要求重点和难点重点和难点重点：重点：晶体和空间格子的概念、空间格子的获取和晶体和空间格子的概念、空间格子的获取和 晶体的基本性质。晶体的基本性质。难点：难点：空间格子的获取及其几何意义。空间格子的获取及其几何意义。 33 电气石电气石(Tourmaline)石膏石膏(Gypsum)钼铅矿钼铅矿(Wulfenite)3435（1）结点）结点（2）行列）行列（3）面网）面网（4）平行六面体）平行六面体36现代结晶学的几个分支：1、晶体生成学：晶体生成学：研究天然及人工晶体的发生、成长和变 化的过程与机理，以及控制和影响它们的因素。2、几何结晶