第三章-晶体学基础.ppt

1、第三章决定对称和空间组，主要内容，焦点，困难，决定是什么？你如何解释水晶？晶体的构成-结构-特性之间的关系及其限制规律是什么？原子，分子，基本粒子，无色晶，第一个问题：晶体是什么？绿柱石、黄色铁矿、石盐、萤石、钻石原石、石墨、1、晶体是什么？规则的几何多面体形式的晶体称为晶体。几何多面体形式的固体称为晶体(不人工深思)。第一，决定的基本概念和特性，第二，为什么决定有规则的几何？是吗？内部粒子(原子、离子或分子)在三维中有规律地排列。石头盐晶体结构，3，所有有规则几何的固体内部粒子(原子、离子或分子)在三维中有规则排列吗？钻石原石，水晶玻璃，4，晶体的正确定义：A:晶体是离子、原子或分子有序排列

2、而成的物质，其粒子在空间分布中具有周期性和对称性。B:晶体是固体，内部粒子在三维空间中周期性重复的排列。C:晶体是具有晶格结构的固体。晶体：周期性排列(金属，大多数无机非金属)，非晶：工艺顺序，远程无序(玻璃，树脂，塑料)，晶体的几何多面体形式直接反映了晶格结构的形状！金刚石，5，单晶和多晶，晶体，结晶度，同晶材料，单晶：在整个材料中，原子是规则的，周期性的重复排列，一个结构贯穿整个。特征：规则几何各向异性，多晶：大量小单晶中随机堆积的整体材料，称为粒子。特征：不规则几何各向同性，1，最小内部能量，稳定性：非晶质不稳定，倾向于自发转换为晶体。晶体和非晶质在一定的条件下可以相互转换。2，各向异性

3、：在同一个晶体的晶格结构中，粒子的排列通常不同方向，晶体的特性也取决于方向。3，固定熔点，6，晶体的基本特性，4，均匀性：同一晶体不同部分的粒子分布相同，因此晶体各部分的理化性质相同。5，磁极限：是指在适当的条件下，晶体能自动形成几何多面体的特性。(图)6，对称：意思是相同的特性在不同的方向或位置有规律地重复(图)。对称：在某种对称操作后事物自身一致的特性。镜射作业：可反转物件的作业。镜射特征：做为镜射作业基础的几何图形元素。晶体的微观结构，材料的结构，第二个问题：如何解释晶体的微观结构？晶体的宏观结构是其微观结构的外形表现，晶体微观结构的第一步是掌握微观结构的表现方法，晶体的内部结构可以看作

4、是完全相同的基本结构单元基本元素，以一定的方式由空间中周期性的无限排列组成。第二，晶体学基础，1，基本概念，晶体，基本，空间晶格，晶体结构=空间晶格结构基元，忽略实际晶体粒子体积空间晶格3354阵列连接晶格(空间晶格)，相同点：每个阵列的周围环境相同，空间晶格有网格、平行立方体和晶面。可以在任意方向将晶格分解为相互平行的节点平面。晶体族：在对称高的晶体中，两组或多组不平行的晶体具有相同的原子排列，这些晶体构成了晶体群。确定方向：也可以分解确定光栅，作为一组在任意方向相互平行的节点直线，与粒子等距离分布在直线上。晶体方向族：具有相同晶体原子排列周期的所有晶体方向都是一个晶体方向族。单位单元：指形

5、状晶体结构的平行六面体单位，如该空间网格的平行六面体。单位单元：说明决策结构的基本组织单元。单位单元：能够反映整个晶体结构特征的最小结构单元。空间晶格基元，周期性，对称，(2)单位单元，晶体单元选择原理：1)充分表示晶体的对称性，2) 3角尽可能相等，(3)角尽可能垂直4)单元大小最小，原子位于顶角，线，面，内部单位单元选择不是唯一的！单位单元参数：平行立方体的三个长度a、b、c及其夹角、是表示其自身形状和大小的一系列参数，称为栅格参数(单位单元参数)，根据单位单元参数之间的关系，所有晶体的空间光栅均基于平行立方体的节点分布，分为四种类型的栅格：简单栅格(p)，14个空间格点(brafei格点

6、)综合考虑单位平行六面体的分割和附加节点的类型，7个立方空间格点的基本类型共14个。三坡确定系统：三坡简单格；单斜决策系统：单斜简单格，单斜格底格；倾斜矩形决策系统：倾斜矩形简单晶格、倾斜矩形底部晶格、(正交)倾斜矩形心脏格点、倾斜侧心脏格点；四方晶系：四方简单晶格，四方心脏晶格；三方晶系：三方简单晶格(三方环形表面体格)；六字晶系：六字简单格；立方体系：立方体简单晶格，立方体中心晶格，立方体心晶格。简单p，立方体I，立方体f，立方体：a=b=c =90，正方形p，非正方形：a=bc =90由于确定方向符号仅指定确定方向，而不是特定位置，因此方向(边)扁平移动到坐标零点，从而确定选择确定轴x、

7、y、z和a、b、c作为轴的步骤。变换决定方向(边)线通过原点。在线上获取节点m，并将其投影到x、y、z轴终止框、OY、oz。 ox/a: oy/b: oz/c=u: v: w(最小整数百分比)；如果去掉非屏蔽并贴上大括号，则u v w是正向符号。一个晶体方向指数表示空间中相互平行且方向相同的所有方向集。2，确定晶体学指数，确定晶体方向指数时，坐标原点不一定要选择在晶体上。如果原点未在修改中向上移动，则修改中向上指向两点的P(x1，y1，Z1)和Q(x2，y2，z2)，PQ两点连接的确定方向指数：x2-x1，y2-y1，z2-z1，立方体的“110”、“100”、“111”确定方向族，(2)标高

8、指数：表示空间位置处确定表面的符号。晶面符号最常用的是美氏符号，也称为米勒指数。决定决定步骤：根据决定方向原则决定方向； x、y、z轴上的静止pa、QB、RC、闭合系数p、q、r；如果采取宿醉系数的倒数比1/p: 1/q: 1/r=h: k: l(最小整体比)，并且结晶面与结晶轴的负端相交，则该指数为“-”；用括号(hkl)表示，而不是用比号表示。如何表征不同的决定方向？晶面间距，例如：在确定面HKL、x、y和z轴上，截断点分别为2a、3b、6c，截断点系数为2、3、6，逆差值为1/2: 1/3: 1/6。3: 2: 1，比率去除和括在括号中，(321)为米勒指数，晶面符号图，(100) (1

9、10) (111)在光栅中的方向，立方体中的100，111，晶面间距，通常，晶面指数值越小，面间距越大，阵列密度越高的晶面间距的计算平行面的晶面间距dhkl与晶面指数和晶格常数a、b、c的关系如下：(仅适用于简单细胞，对于复杂晶体，如果要考虑额外原子面的影响，还有关于决定晶面指数和晶面指数的以下指南。(1)右手坐标系(2)晶面指数和晶面指数可以为正，也可以为负，但是负符号必须输入数字(3)如果每个指数乘以非零n的数目，则新晶面的位置与旧晶面相同，新结晶方向与旧或相同方向(当n为0时)或相反方向(当n为0时)。但是，除非n=1，否则确定面距离(两个相邻确定面之间的距离)和确定方向长度(两个相邻节

10、点之间的距离)通常会发生变化。(4)如果正面指数和正向指数的指数和符号在立方体中相同，则正向和正面必须相互垂直。例如：111 881 (111)、110 881 (110)和100 881 (100)。(3) 4指数表示6字晶系，经常使用称为米勒-布拉菲指数的4轴方向方法来反映6字对称和各向同性晶面的特性。H k=-i，第三个问题：决定的性质由什么决定？晶体结构=结构基本空间晶格，结晶化学，晶体结构学，化学组成也影响晶体结构！3，共同晶体结构及其几何特性，2 .立方内的原子数，立方密度积累(面心立方晶格)，每个球体周围有6个八面体空隙和8个四面体空心。3 .紧密系数(堆叠密度、空间利用率、)、

11、空隙率=1- 、例如，面心立方堆的累积系数(PC、空间利用率)和空隙。(1)立方体单位体积：a3 (2)球体半径为r=时，球体的体积为4/3R3；一侧中心立方体单位单元中的原子数为4时，球体在1立方单元中占用的总体积为44/3r3 (3)空间利用率=球体占用的体积/空间体积，4 .间隔，不同间隔的原因？稠密的球体数与两者的关系：八面体空隙由6个球、4个球体组成的四面体空隙、晶格常数a与原子/离子半径R的关系、面中心立方体示例：4R=a R=a/4，基于此图，质心立方体和6个字密度堆的R晶体具有最小的内聚力，原子和离子结合时，彼此之间的重力和斥力是平衡的，就像把球体精简成紧密的堆在一起一样。(。

12、球体堆积得最紧密的基本类型：单个粒子的同一个大球体堆积得像纯金属晶体一样紧密。多个粒子(如离子晶体)的不等球体。(1)等向性球体的最紧密堆积及其空隙在等向性球体的稠密堆积图中可见：只有一种累积形式；每个球和周围的6个球相邻，有配位数字6，形成6个三角形间隔。每个空隙都由三个球包围。堆积n个球的层有2N个缝隙。也就是说，球的数量：空位数量=1: 2。第一层的球体阵列：第二层的球堆积在第一层上，第二层的每个球与第一层的三个球相邻，放置在相同的三角形空心位置。两层之间，出现了两个不同的空隙。一个是六个球体包围的八面体形状的空隙，称为八面体空隙。另一个是四面体形状的空隙，由四个球体包围，称为四面体空隙

13、。，两层的球体排列：紧密堆积的球体数与两种之间的关系：8面的空隙由6个球组成，4个球组成的四面体缝隙，6个字的最密堆积分解度，4个球包围的正四面体缝隙，面心立方体最密堆积分解度，正八面体间距(6个球包围)，球体的空间分布是正立的，在面心立方体堆积的八面体和四面体之间最稠密的立方体堆积中，如果每个立方体有四个八面体空隙和八个四面体空隙，棱镜数，n个球体堆得最密，那么四面体空间的总数为8n/4=2n；八面体空心的总数为6n/6=n。球的数目：八面体数：四面体数=1:13602，球周围只有几个八面体空隙和几个四面体空隙是它的一部分吗？八面体空心：61/6=1，四面体空心：81/4=2，每个球体周围有

14、八面体空隙和几个四面体空心？在最紧密的积累方式中，每个球周围有6个八面体空隙和8个四面体空隙。密度积累的八面体和四面体间隔数，以上两种最密集的积累方法，每个球体的分布数为12。具有相同的累计密度和空间利用率(或累计系数)，即球体积与总累计体积的比率。是74.05%。空位的数量和大小也相同。n球(半径r)；可以容纳半径为0.225R的小球体的2N四面体空心；n个八面体空隙可以容纳半径为0.414R的小球。不同大小的球体堆积时，大的球以最紧密的堆积方式堆积，而小的球则通过八面体空隙或四面体空隙填充自身的大小。在离子晶体结构中，半径大的负离子堆积得最密，半径小的阳离子填充其中。(2)引入了非均匀球体

15、最近的积累，晶体投影，立方晶体系统的标准极图，相当容易的晶格(难教育)，容易的晶格概念，世界上什么都没有，庸医自扰？很有用，1，考试；研究生考试，2，简化(1)晶面和晶面指数表示；(2)衍射原理的表达；(3)实验测量结果，特别是与电子衍射部分直接相关。反时效性光栅是基于确定光栅的恒定对应关系创建的空间几何图形，是确定光栅的另一种表示。为了区别，晶体晶格空间有时称为正空间。反击空间的节点称为反击点。轻松光栅的概念，表示，1，轻松光栅的定义(光栅与正光栅的转换关系)，轻松光栅的参数：a*、b*、c *； *， *， *，其中a，b，c；、是正光栅参数，因此，易于反转的光栅的基本向量垂直于正光栅中名

16、称不同的向量所构成的平面。垂直于由两个矢量A* b和c组成的平面。同样，b*(或c*)垂直于由两个矢量a和c(a和b)组成的平面。*=*=*=90o或a*垂直(100)结晶面：B*垂直(010)结晶面；C*垂直(001)晶面。(1)，(2)，光栅参数方向和大小依次容易的光栅是傅立叶空间中晶体结构的周期性数学抽象。如果把晶体晶格本身理解为周期函数，那么点式就是晶体晶格的傅立叶变换，反之，晶体晶格就是逆变换的傅立叶变换。因此，反时效性光栅只是其他空间(波向量空间)中晶体光栅的反映。2，反向光栅的本质，1，定义：从反向光栅原点连接到任意反向矩阵点的矢量称为反向矢量。这由r*=ha* kb* lc*逆阵列点表示的晶面指数修正。逆光栅、