無機(jī)材料物理化學(xué)第一章(編輯修改稿)
2025-02-11 15:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 胞中環(huán)繞每個(gè)節(jié)點(diǎn)的原子種類、數(shù)量及分布是有區(qū)別的； （ C）平行六面體強(qiáng)調(diào)的是幾何特征，而晶胞體現(xiàn)的是實(shí)際理想晶體的構(gòu)造。前者僅僅表征質(zhì)點(diǎn)在空間的排列規(guī)律，而后者在描述規(guī)律的同時(shí)涉及了具體節(jié)點(diǎn)位置上的具體原子或離子等。 ? 一切晶體所共有的 ， 并且是由晶體的格子構(gòu)造所決定的性質(zhì) ， 稱為 晶體的基本性質(zhì) 。 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)。 晶體通常被平的晶面所包圍，晶面相交成直的晶棱，晶棱匯聚成尖的角頂。 晶體的多面體形態(tài)，是其格子構(gòu)造在外形上的直接反映。晶面、晶棱與角頂分別與格子構(gòu)造中的面網(wǎng)、行列及結(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。 ? 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 。 ? 非晶體也具有均一性 。 但非晶體不具格子構(gòu)造 ，其均一性是統(tǒng)計(jì)的 、 平均近似的均一 ， 稱為 統(tǒng)計(jì)均一性 ；而晶體均一性取決于格子構(gòu)造 ， 稱為 結(jié)晶均一性 。 兩者有本質(zhì)區(qū)別 。 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。如藍(lán)晶石的硬度、云母的解理、石英折射率等。 4～ 6～ 7 藍(lán)晶石晶體的硬度 ? 對(duì)稱性： 是指某種相同的性質(zhì)在不同的方向或位置上作有規(guī)律地重復(fù) 。 對(duì)稱性是晶體非常重要的性質(zhì) ， 也是晶體分類的基礎(chǔ) 。 ? 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。 穩(wěn)定性： 由于晶體具有最小內(nèi)能，因而結(jié)晶狀態(tài)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，質(zhì)點(diǎn)只在其平衡位置上振動(dòng)。 非晶體不穩(wěn)定，有自發(fā)地向晶體轉(zhuǎn)化的趨向。 晶體和非晶體在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的。 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 。由于所有的對(duì)稱要素都必須相交于晶體內(nèi)部的某一點(diǎn)的，因此宏觀對(duì)稱性又稱為點(diǎn)對(duì)稱。 ? 晶體內(nèi)原子排列的對(duì)稱性稱為 微觀對(duì)稱性 。它是晶體內(nèi)部原子無限排列所具有的對(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)。 對(duì)稱的概念 ： 物體相同部分有規(guī)律的重復(fù) 。 ? 對(duì)稱的條件： ⑴物體或圖形有相同部分；⑵這些 相同部分有規(guī)律地重復(fù)。 蝴蝶和花冠的對(duì)稱 不對(duì)稱的圖形 ? 晶體對(duì)稱的特點(diǎn) 晶體是具有對(duì)稱性的，晶體外形的對(duì)稱表現(xiàn)為相同的晶面、晶棱和角頂作有規(guī)律的重復(fù)，這是 晶體的宏觀對(duì)稱 。 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。 晶體的對(duì)稱有如下的特點(diǎn) ： ? ⑴ 所有晶體都具對(duì)稱性 。 一切晶體都具格子構(gòu)造 ， 而格子構(gòu)造本身就是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間周期性重復(fù)排列的體現(xiàn) （ 微觀對(duì)稱 ） 。 ? ⑵ 晶體的對(duì)稱是有限的 （ 遵循 “ 晶體對(duì)稱定律 ” ） 。 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) 。 ? ⑶ 由于晶體的對(duì)稱取決于格子構(gòu)造 ， 故晶體對(duì)稱不僅表現(xiàn)在外形上 ， 同時(shí)也表現(xiàn)在光學(xué) 、 力學(xué) 、熱學(xué) 、 電學(xué)性質(zhì)等物理性質(zhì)上 。 基于以上特點(diǎn) ， 所以晶體的對(duì)稱性是晶體的最重要特征 ，也可以把它作為 晶體分類的最好依據(jù) 。 ? 宏觀對(duì)稱操作和對(duì)稱要素 ? 對(duì)稱操作 ： 是指欲使物體或圖形中相同部分重復(fù)出現(xiàn)的操作。 ? 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）。 ? 晶體外形上可能存在的對(duì)稱要素 ： 對(duì)稱面（ P） 對(duì)稱軸（ Ln） 對(duì)稱中心（ C） 旋轉(zhuǎn)反伸軸（ Lin） 旋轉(zhuǎn)反映軸（ Lsn） 對(duì)稱面 （ P） 對(duì)稱面是把晶體平分為互為鏡像的兩個(gè)相等部分的假想平面。相應(yīng)對(duì)稱操作是對(duì)一個(gè)平面的反應(yīng)。 A D E B P1 P2 A E1 D E B P ? 對(duì)稱面在晶體中可能存在的位置： – ⑴垂直并平分晶面； – ⑵垂直晶棱并通過它的中心； – ⑶包含晶棱并平分晶面夾角。 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)稱面的描述方法為 3P、 9P等。 ? 對(duì)稱中心 （ C） ? 對(duì)稱中心： 是晶體內(nèi)部的一個(gè)假想點(diǎn)，通過該點(diǎn)作任意直線，則在此直線上距對(duì)稱中心等距離的兩端，必定可以找到對(duì)應(yīng)點(diǎn)。 ? 相應(yīng)對(duì)稱操作：對(duì)一個(gè)點(diǎn)的反伸（倒反）。 ?對(duì)稱中心以字母 C表示，圖示符號(hào)為“ o”或“ C”表示。 ?晶體中可以有對(duì)稱中心，也可以沒有對(duì)稱中心，若有只能有一個(gè)，而且必定位于晶體的幾何中心。 晶體中如果存在對(duì)稱中心，則所有晶面必然兩兩反向平行而且相等 。用它可以作為判斷晶體有無對(duì)稱中心的依據(jù)。 ? 對(duì)稱軸 （ Ln） ? 對(duì)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(zhuǎn)一定角度后 ， 相同的晶面 、 晶棱 、 角頂能重復(fù)出現(xiàn) 。 ? 相應(yīng)的對(duì)稱操作是圍繞一根直線的旋轉(zhuǎn) 。 ? 旋轉(zhuǎn)一周 ， 晶體的相同部分重復(fù)的次數(shù)稱為 軸次 （ n） ；重復(fù)時(shí)所旋轉(zhuǎn)的最小角度稱為 基轉(zhuǎn)角 （ α） ； n=360176。 ／ α。 ? 晶體外形上可能出現(xiàn)的對(duì)稱軸有 L1（無實(shí)際意義） 、 L L L
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