無機材料物理化學第一章-預覽頁
【正文】 當點： 以 氯化銫（ CsCl） 的晶體結構為例。 相當點的條件是： – ⑴如果原始幾何點是取在質點的中心，則相當點所占的質點的種類應是相同的，也就是占據同種質點的中心； – ⑵這些質點周圍的環(huán)境以及方位應是相同的，也就是說這些質點周圍相同的方向上要有相同的質點。 ? 為研究晶體內部質點的重復規(guī)律不受晶體大小限制，設想空間點陣為無限圖形 空間點陣 空間格子要素： 結點、行列、面網、平行六面體、晶胞 ⑴ 結點： 空間格子中的點，代表晶體結構中的相當點，只具幾何意義，不代表任何質點。 同一行列或彼此平行的行列上結點間距相等； 不同方向的行列，其結點間距一般不等。 ? 相互平行的相鄰兩面網之間的垂直距離稱為 面網間距。 所以，實際晶體的結構可以看成是晶胞作三維的重復堆砌而成的。 晶體的基本性質 自限性： 是指晶體在適當條件下可以自發(fā)地形成幾何多面體的性質。 ? 均一性： 由于晶體是具有格子構造的固體 ， 在同一晶體的各個不同部分 ， 質點的分布一樣 ， 故晶體的各部分的物理化學性質相同 。 異向性： 同一晶體的格子構造中，在不同方向上質點的排列一般不同，晶體的性質也就隨著方向的不同而有所差異。 ? 最小內能： 在相同的熱力學條件下晶體與同種物質的非晶質體、液體、氣體相比較，其內能最小。 晶體的宏觀對稱性和晶體分類 ? 晶體的外部對稱性，通常稱為 宏觀對稱性 。 ? 晶體的宏觀對稱性和微觀對稱性是從兩個不同角度反映了晶體結構的本質。 晶體的對稱與其它物體的對稱不同， 晶體的對稱是由內部的格子構造規(guī)律所決定的。 晶體對稱嚴格受格子構造規(guī)律的控制 ， 只有符合格子構造規(guī)律的對稱才能在晶體上出現 。 ? 對稱要素 ： 在進行對稱操作時所憑借的幾何要素（點、線、面）。 晶體中可不存在對稱面，也可存在一或多個對稱面，最多可達 9個。 ?對稱中心以字母 C表示，圖示符號為“ o”或“ C”表示。 ? 對稱軸 （ Ln） ? 對稱軸是通過晶體中心的一根假想直線 ，晶體圍繞此直線旋轉一定角度后 ， 相同的晶面 、 晶棱 、 角頂能重復出現 。 ? 晶體外形上可能出現的對稱軸有 L1（無實際意義） 、 L L L L6， 相應的基轉角分別為 360176。 、60176。 晶體對稱定律： 在晶體中不可能存在五次及高于六次的對稱軸。 對稱軸在晶體中可能出露的位置： ⑴通過晶面的中心； ⑵通過晶棱的中點； ⑶通過角頂。 a ?旋轉反伸軸以 Lin表示，軸次 n可為 6。 、 90176。 圖示符號分別為□ 和 ? 綜上所述，在晶體的外部形態(tài)上可能存在而且具有獨立意義的對稱要素只有九種： ? 對稱型及其推導 定義 ： 結晶多面體中全部對稱要素的組合 ，稱為該結晶多面體的對稱型 。 共有 32個晶類 。因此，必須進一步確定各單形在空間的相對位置，這就需要在晶體上選定一坐標系統，并用一定的數學符號表示晶面、晶棱等在空間的方位，這就是晶體定向和結晶符號所要解決的內容。 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，是晶軸所在行列上的結點間距。 ? ⑷ 晶體常數： 軸率 a︰ b︰ c和軸角 α、 β、γ稱為晶體常數。因此，晶軸應優(yōu)先與對稱軸或對稱面的法線重合；若無對稱軸和對稱面，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特點 晶面符號 ? 晶面符號的概念和寫法 ? 晶體定向后 ， 晶面在空間的相對位置即可根據它與晶軸的關系予以確定 。 ? 例：晶面 HKL在晶軸上的截距分別為 2a、 3b、6c，則截距系數的倒數比為 1/2︰ 1/3︰ 1/6＝ 3︰ 2︰ 1，去其比例符號，加上小括號，即為該晶面的米氏符號（ 321）。 ? 如果晶面平行于某晶軸，那么它在該晶軸上的截距系數為 ∞ ，則其晶面指數就是 1/∞ ＝ 0。 ⑵ 如圖所示，平行 Z軸的一組面網截 X軸于 a1點，截 Y軸分別于 b b b b4…… bn點，網面密度 a1b1＞a1b2＞ a1b3＞ …… a1bn，它們在 X、 Y軸上的截距系數之比則分別為 1︰ 1︰ 1︰ 3…… 1︰ n，顯然，網面密度越大，晶面在晶軸上的截距系數之比越簡單。 晶體結構的基本特征 ? ? ⑴所選取的平行六面體應能反映結點分布所固有的對稱性； ? 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力求最多； ? ⑶在遵循上兩個條件的前提下，所選取的平行六面體的體積應最小。在 1和 2中，則以 1的面積最小，故應選 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點的分布，空間格子共有十四種，最初是由布拉維推導出來的，所以稱為 十四種布拉維格子 。 ? 單位晶胞： 晶體結構中劃分晶胞的平行六面體單位是對應的空間格子中的單位平行六面體。 。 （ 2）一個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
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