第一章晶體與晶體的基本性質

第一節結晶學的研究對象及其學科地位第二節晶體、非晶體與準晶體的概念第三節空間格子第四節晶體的基本性質第一章晶體與晶體的基本性質

本章涉及一些重要的基本概念，這些概念在整個結晶學中都經常出現,一定要牢固掌握。第一節

結晶學研究對象及

其學科地位緒論部分第二節

晶體與晶體的基本性質1、晶體與非晶體（1）晶體：遠古年代的定義：具有幾何多面體外形且透明的水晶。第二章晶體與晶體的基本性質1、晶體與非晶體天然產出的具有幾何多面體外形的固體?，F代定義晶體：X-Ray非晶體：不具有格子構造的固體。內部質點在三維空間呈周期性平移重復排列（格子構造）的固體?；颍壕哂懈褡訕嬙斓墓腆w。如何理解格子構造？長程有序、遠程規律：晶體內部的質點排列在整個晶體中貫穿始終。

短程有序、近程規律：晶體內部的質點排列在局部分布的規律。晶體與非晶體區別？晶體：晶體既具短程有序（近程規律），也具長程有序（遠程規律）。

非晶體：只有近程規律，而無遠程規律。

2、準晶體內部質點排列符合近程規律、遠程規律，但不體現三維周期平移重復的（即不具有格子構造）固體。非晶體與準晶體非晶體內部質點在三維空間不呈規律性重復排列的固體非晶質體在一定條件下可以自發轉化為晶體。準晶體內部結構由多級呈自相似的配位多面體，在三維空間作長程定向有序分布的固體晶體的區別晶體\非晶體\準準晶體與非晶體的區別

準晶體內部質點在三維空間的排列是有規律的準晶體與晶體的區別

準晶體的規律性是配位多面體呈自相似的定向有序排列,而非周期性重復排列。第三節

空間格子空間格子

晶體內部質點在三維空間作周期性重復排列規律的幾何圖形。1、空間格子的導出

晶體結構幾何點

空間格子等同點（相當點）第三節

空間格子1、空間格子的導出

晶體結構選幾何點

空間格子等同點（相當點）等同點：占據相同位置，且晶體結構中物質環境（周圍質點的種類）和幾何環境（周圍質點的分布方位和距離）都相同的點。等同點的分布可以體現晶體結構中所有質點的平移重復規律，連接三維空間的相當點，即可獲得空間格子。2空間格子的定義空間格子：晶體內部質點在三維空間作周期性平移重復排列所構成的幾何圖形。說明：同一種晶體結構中的所有質點所構成的空間格子類型是相同的(只有一種)，只是在組成晶體結構時有所平移，但等同點可以有很多種。3、空間格子要素及其基本規律（1）結點a構成空間格子的幾何點，代表晶體結構中同一類等同點的位置。3、空間格子要素及其基本規律（2）行列：分布在同一直線上的結點構成一個行列，有無數個行列。結點間距：同一個行列上任意兩個相鄰結點間的距離。a規律：

同一行列上結點間距相等；

平行的各個行列上結點間距相等；

不平行的行列，其上的結點間距一般不等。

（3）面網：結點在平面上的分布,即構成面網面網間距：兩個相鄰面網之間的垂直距離面網密度：單位面積內的結點數規律：相互平行的面網，其面網密度和面網間距都相等；規律：不平行的面網，其面網密度和面網間距一般不等；規律：面網密度大的面網之間，其面網間距大面網密度小的面網之間，其面網間距小面網AA’間距d1面網BB’間距d2面網CC’間距d3面網DD’間距d4面網間距依次減小，面網密度也是依次減小的。所以:面網密度與面網間距成正比。（4）平行六面體結點在三維空間形成的最小重復單位。

abc

空間格子可視為由平行六面體在三維空間平行地、毫無間隙地重復堆砌而成的。平行六面體可具有各種不同的形狀，各種形狀的平行六面體的軸長與軸角（晶胞參數）怎么樣？

我們以后將會看到，平行六面體的形狀一共有7種，對應有7套晶胞參數的形式，也對應7個晶系。六方格子a=b

c,

=

=90

，

=120

單斜格子a

b

c,

=

=90

，

90

之一7種格子形狀立方格子

a=b=c

=

=

=90

四方格子a=b

c,

=

==90

斜方格子a

b

c,

=

=

=90

之二三方格子a=b=c,

=

=

90

三斜格子a

b

c,

90

之三面心格子（F）原始格子（P）底心格子（C）體心格子（I）4種類型的格子14Whynot28(47)

?重復C=PF=P與對稱不符14種布拉維格子之一三斜原始格子單斜原始格子單斜底心格子十四種布拉維格子之二斜方原始格子斜方底心格子斜方體心格子斜方面心格子十四種布拉維格子之三四方原始格子四方體心格子六方原始格子三方原始格子十四種布拉維格子之四立方原始格子立方體心格子立方面心格子十四種布拉維格子第四節晶體的基本性質一切晶體所共有、并能以此與其他狀態的物體相區別的性質

自限性對稱性異向性

均一性

內能最小性

穩定性1、自限性晶體在自由空間中生長時，能自發地形成封閉的凸幾何多面體外形的性質。

晶面

晶棱

角頂2、均一性

同一晶體的任一部位的物理性質和化學性質性質都是相同的。

結晶均一性

統計均一性3、異向性晶體的性質隨方向的不同而有所差異。

注意

均一性和異向性矛盾嗎？

abc4、對稱性晶體的相同部分（如外形上的相同晶面、晶棱或角頂，內部結構中的相同面網、行列或質點等）或性

質，能夠在不同的方向或位置上有規律地重復出現上面的晶體形態是對稱的，晶體的對稱受格子構造規律的制約。

5、最小內能性在相同的熱力學條件下，與同種化學成分的非晶質體、液體及氣體相比，晶體的內能最小。內能＝動能＋勢能，動能的大小與溫度有關，而勢能的大小僅取決于質點間的距離與排列。

物質結晶時發生放熱反應，而破壞晶格時則發生吸熱反應。6、穩定性在相同的熱力學條件下，對于化學成分相同的物質，以不同的物理狀態存在時，其中以結晶狀態最為穩定

晶體的穩定性是晶體具有最小內能性的必然結果。

非晶質體不穩定，有自發地轉變為晶體的必然趨勢。晶體有固定的熔點本章重點總