無(wú)機(jī)材料物理化學(xué)第一章-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 當(dāng)點(diǎn)： 以 氯化銫（ CsCl） 的晶體結(jié)構(gòu)為例。 相當(dāng)點(diǎn)的條件是： – ⑴如果原始幾何點(diǎn)是取在質(zhì)點(diǎn)的中心，則相當(dāng)點(diǎn)所占的質(zhì)點(diǎn)的種類應(yīng)是相同的，也就是占據(jù)同種質(zhì)點(diǎn)的中心； – ⑵這些質(zhì)點(diǎn)周圍的環(huán)境以及方位應(yīng)是相同的，也就是說(shuō)這些質(zhì)點(diǎn)周圍相同的方向上要有相同的質(zhì)點(diǎn)。 ? 為研究晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的重復(fù)規(guī)律不受晶體大小限制，設(shè)想空間點(diǎn)陣為無(wú)限圖形 空間點(diǎn)陣 空間格子要素： 結(jié)點(diǎn)、行列、面網(wǎng)、平行六面體、晶胞 ⑴ 結(jié)點(diǎn)： 空間格子中的點(diǎn)，代表晶體結(jié)構(gòu)中的相當(dāng)點(diǎn)，只具幾何意義，不代表任何質(zhì)點(diǎn)。 同一行列或彼此平行的行列上結(jié)點(diǎn)間距相等； 不同方向的行列，其結(jié)點(diǎn)間距一般不等。 ? 相互平行的相鄰兩面網(wǎng)之間的垂直距離稱為 面網(wǎng)間距。 所以，實(shí)際晶體的結(jié)構(gòu)可以看成是晶胞作三維的重復(fù)堆砌而成的。 晶體的基本性質(zhì) 自限性： 是指晶體在適當(dāng)條件下可以自發(fā)地形成幾何多面體的性質(zhì)。 ? 均一性： 由于晶體是具有格子構(gòu)造的固體 ， 在同一晶體的各個(gè)不同部分 ， 質(zhì)點(diǎn)的分布一樣 ， 故晶體的各部分的物理化學(xué)性質(zhì)相同 。 異向性： 同一晶體的格子構(gòu)造中，在不同方向上質(zhì)點(diǎn)的排列一般不同，晶體的性質(zhì)也就隨著方向的不同而有所差異。 ? 最小內(nèi)能： 在相同的熱力學(xué)條件下晶體與同種物質(zhì)的非晶質(zhì)體、液體、氣體相比較，其內(nèi)能最小。 晶體的宏觀對(duì)稱性和晶體分類 ? 晶體的外部對(duì)稱性，通常稱為 宏觀對(duì)稱性 。 ? 晶體的宏觀對(duì)稱性和微觀對(duì)稱性是從兩個(gè)不同角度反映了晶體結(jié)構(gòu)的本質(zhì)。 晶體的對(duì)稱與其它物體的對(duì)稱不同， 晶體的對(duì)稱是由內(nèi)部的格子構(gòu)造規(guī)律所決定的。 晶體對(duì)稱嚴(yán)格受格子構(gòu)造規(guī)律的控制 ， 只有符合格子構(gòu)造規(guī)律的對(duì)稱才能在晶體上出現(xiàn) 。 ? 對(duì)稱要素 ： 在進(jìn)行對(duì)稱操作時(shí)所憑借的幾何要素（點(diǎn)、線、面）。 晶體中可不存在對(duì)稱面，也可存在一或多個(gè)對(duì)稱面，最多可達(dá) 9個(gè)。 ?對(duì)稱中心以字母 C表示，圖示符號(hào)為“ o”或“ C”表示。 ? 對(duì)稱軸 （ Ln） ? 對(duì)稱軸是通過(guò)晶體中心的一根假想直線 ，晶體圍繞此直線旋轉(zhuǎn)一定角度后 ， 相同的晶面 、 晶棱 、 角頂能重復(fù)出現(xiàn) 。 ? 晶體外形上可能出現(xiàn)的對(duì)稱軸有 L1（無(wú)實(shí)際意義） 、 L L L L6， 相應(yīng)的基轉(zhuǎn)角分別為 360176。 、60176。 晶體對(duì)稱定律： 在晶體中不可能存在五次及高于六次的對(duì)稱軸。 對(duì)稱軸在晶體中可能出露的位置： ⑴通過(guò)晶面的中心； ⑵通過(guò)晶棱的中點(diǎn)； ⑶通過(guò)角頂。 a ?旋轉(zhuǎn)反伸軸以 Lin表示，軸次 n可為 6。 、 90176。 圖示符號(hào)分別為□ 和 ? 綜上所述，在晶體的外部形態(tài)上可能存在而且具有獨(dú)立意義的對(duì)稱要素只有九種： ? 對(duì)稱型及其推導(dǎo) 定義 ： 結(jié)晶多面體中全部對(duì)稱要素的組合 ，稱為該結(jié)晶多面體的對(duì)稱型 。 共有 32個(gè)晶類 。因此，必須進(jìn)一步確定各單形在空間的相對(duì)位置，這就需要在晶體上選定一坐標(biāo)系統(tǒng)，并用一定的數(shù)學(xué)符號(hào)表示晶面、晶棱等在空間的方位，這就是晶體定向和結(jié)晶符號(hào)所要解決的內(nèi)容。 晶軸分別以 X軸（前端為“＋”，后端為“－”）、Y軸（右端為“＋”，左端為“－”）和 Z軸（上端為“＋”，下端為“－”）表示，或稱 a、 b、 c軸。 晶 軸 及 軸 角 三、六方晶系的晶軸 ? ⑶ 軸單位和軸率 ? 軸單位是晶軸上的單位長(zhǎng)，是晶軸所在行列上的結(jié)點(diǎn)間距。 ? ⑷ 晶體常數(shù)： 軸率 a︰ b︰ c和軸角 α、 β、γ稱為晶體常數(shù)。因此，晶軸應(yīng)優(yōu)先與對(duì)稱軸或?qū)ΨQ面的法線重合；若無(wú)對(duì)稱軸和對(duì)稱面，則晶軸可平行主要晶棱選取。 各晶系選擇晶軸的原則及晶體常數(shù)特點(diǎn) 晶面符號(hào) ? 晶面符號(hào)的概念和寫(xiě)法 ? 晶體定向后 ， 晶面在空間的相對(duì)位置即可根據(jù)它與晶軸的關(guān)系予以確定 。 ? 例：晶面 HKL在晶軸上的截距分別為 2a、 3b、6c，則截距系數(shù)的倒數(shù)比為 1/2︰ 1/3︰ 1/6＝ 3︰ 2︰ 1，去其比例符號(hào)，加上小括號(hào)，即為該晶面的米氏符號(hào)（ 321）。 ? 如果晶面平行于某晶軸，那么它在該晶軸上的截距系數(shù)為 ∞ ，則其晶面指數(shù)就是 1/∞ ＝ 0。 ⑵ 如圖所示，平行 Z軸的一組面網(wǎng)截 X軸于 a1點(diǎn)，截 Y軸分別于 b b b b4…… bn點(diǎn)，網(wǎng)面密度 a1b1＞a1b2＞ a1b3＞ …… a1bn，它們?cè)?X、 Y軸上的截距系數(shù)之比則分別為 1︰ 1︰ 1︰ 3…… 1︰ n，顯然，網(wǎng)面密度越大，晶面在晶軸上的截距系數(shù)之比越簡(jiǎn)單。 晶體結(jié)構(gòu)的基本特征 ? ? ⑴所選取的平行六面體應(yīng)能反映結(jié)點(diǎn)分布所固有的對(duì)稱性； ? ⑵在上述前提下，所選取的平行六面體其棱與棱之間的直角應(yīng)力求最多； ? ⑶在遵循上兩個(gè)條件的前提下，所選取的平行六面體的體積應(yīng)最小。在 1和 2中，則以 1的面積最小，故應(yīng)選 1作為基本單位。 原始格子 底心格子 體心格子 面心格子 ? 14種布拉維格子 (空間格子） 綜合考慮平行六面體的形狀和結(jié)點(diǎn)的分布，空間格子共有十四種，最初是由布拉維推導(dǎo)出來(lái)的，所以稱為 十四種布拉維格子 。 ? 單位晶胞： 晶體結(jié)構(gòu)中劃分晶胞的平行六面體單位是對(duì)應(yīng)的空間格子中的單位平行六面體。 。 （ 2）一個(gè)四方晶系晶體的晶面，在 X、 Y、Z軸上的截距分別為 3a、 4a、 6c，求該晶面的晶面指數(shù)
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