17.1晶体结构和晶体分类
晶体结构的分类与解析
第十章晶体结构晶体结构的分类方法有很多种，常用的分类方法有：（1）按照化学组成中原子的种类及数目分类。
如单质晶体、二元化合物晶体、多元化合物晶体等。
这种分类方法的缺点是：①一些形式上相同，但对称性和其它性质都截然不同的化合物常被归为一类。
例如NaCl、NiAs的晶体结构是不同的。
②一些同型结构的晶体又会被归为不同的类型，如LiFeO2和NaCl（晶体结构基元排列方式相同，且具有相同的空间群，为同型结构）。
（2）根据晶体结构中化学键的类型分类，如离子键型、共价键型、金属键型等。
这种分类的不足在于：①许多晶体是多键型的，归类存在困难。
如石墨层内为共价键，层间为分子键。
②不同化学键的晶体可以是同一结构型，NaCl、TaC均为AX型晶体，但是前者为离子键，后者为金属键。
（3）根据晶胞的形状、大小和晶体生长习性间的相互关系，将晶体结构分为等向型、层型和链型三种主要类型，而这三种类型又以等大球的六方和立方最紧密堆积为基础。
下面的介绍将以上三种方法结合使用。
第一节元素单质的晶体结构单质的晶体结构可以分为金属单质、惰性气体和非金属单质三类。
一、金属单质的晶体结构元素周期表中，共有70多种金属元素。
典型的金属单质晶体，其原子与原子之间的结合力为金属键，由于金属键没有方向性和饱和性，其配位数高，密度也大，故可把典型的金属单质晶体结构看成是由等大球紧密堆积而成。
按堆积方式可分为三种类型：A1型：为立方最紧密堆积；A2型：为立方体心紧密堆积；A3型：为六方最紧密堆积。
它们的典型实例如下：⒈铜的晶体结构属A1型，铜原子成立方最紧密堆积，格子类型为立方面心格子。
空间群为Fm3m, 晶胞参数a o=0.3608nm，原子配位数CN=12，单位晶胞中原子的数目Z=4，163结构如图10-1所示。
具有铜型结构的有Au、Ag、Pb、Ni、Co、Pt、Fe、Al、Sc、Ca、Sr等单质晶体。
⒉α-Fe的晶体结构属A2型，铁原子成立方体心紧密堆积，格子类型为立方体心格子。
晶体结构的类型分类
晶体结构的类型分类晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而成的固体物质。
晶体结构的类型分类是对晶体结构进行系统性的整理和归纳，以便更好地理解和研究晶体的性质和行为。
本文将介绍晶体结构的主要类型分类，并对每种类型进行详细的描述和分析。
简单晶格简单晶格是最基本、最简单的晶体结构类型。
它由相同大小、相同形状的原子或离子按照规则排列而成。
简单晶格可以分为立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱面晶系和三斜晶系等六种类型。
立方晶系立方晶系是最简单的晶体结构类型，具有最高的对称性。
在立方晶系中，原子或离子按照等间距排列在立方体的顶点上。
立方晶系又可分为面心立方和体心立方两种类型。
四方晶系四方晶系与立方晶系非常相似，但其晶胞形状为长方体，其中一个边长与其他两个边长相等。
四方晶系只有一种类型，即体心四方晶系。
正交晶系正交晶系的晶胞形状为长方体，其中三个边长相互垂直且长度不等。
正交晶系包括体心正交晶系和面心正交晶系两种类型。
单斜晶系单斜晶系的晶胞形状为斜方体，其中一个边长与其他两个边长相等，且与第四个边垂直。
单斜晶系包括底心单斜晶系和侧心单斜晶系两种类型。
菱面晶系菱面晶系的晶胞形状为菱形，其中两个边长相等，另外两个边长也相等但不等于前两个边长。
菱面晶系只有一种类型，即底心菱面晶系。
三斜晶系三斜晶系的晶胞形状为斜方体，其中三个边长不相等且不垂直。
三斜晶系只有一种类型，即底心三斜晶系。
复式晶格复式晶格是由多种不同的原子或离子按照规则排列而成的复杂结构。
复式晶格可以分为两种类型：层状复式晶格和链状复式晶格。
层状复式晶格层状复式晶格是由多层原子或离子按照规则排列而成的结构。
每一层内的原子或离子之间的距离较小，而不同层之间的距离较大。
层状复式晶格包括六方密堆积、立方密堆积和六方密堆积等类型。
链状复式晶格链状复式晶格是由多个链状结构按照规则排列而成的结构。
链状复式晶格包括一维链状结构、二维链状结构和三维链状结构等类型。
晶体结构特征、理论及类型
晶胞中离子的个数: Cl- :811个 8 晶体结构特征、理论及类型
ZnS型(立方型)
晶格: 面心立方
配位比: 4:4
(红球－Zn2+ ,
绿球－S2-)
晶胞中离子的个数: Zn2+ :4个
S2- :61814个
2 晶体结构特征、理论及类型
8
半径比(r+/r-)规则: 其中一层横截面:
晶体结构特征、理论及类型
2.球的密堆积
(1)六方密堆积:(hexagonal closest packing, hcp)
同层每个 球周围有六个 球，第三层与 第一层对齐， 形成ABAB… 排列方式。
配位数：12
晶体结构特征、理论及类型
(2)面心立方密堆积:(cubic closest packing,ccp)
(2) 晶胞的内容：粒子的种类，数目及它在晶 胞中的相对位置。
按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系。
晶系
边长
夹角
晶体实例
立方晶系
三方晶系 四方晶系 六方晶系 正交晶系
单斜晶系 三斜晶系
a=b=c
a=b=c a = b≠c a = b≠c a≠b≠c a≠b≠c a≠b≠c
α=β=γ= 900
α=β=γ≠900 α=β=γ= 900 α=β= 900, γ= 1200 α=β=γ= 900
△ rHm78k6Jmo-1l U 78k6Jmo-1l
晶体结构特征、理论及类型
影响晶格能的因素： ① 离子的电荷(晶体类型相同时)
Z↑,U↑ 例:U(NaCl)<U(MgO) ② 离子的半径(晶体类型相同时)
R↑,U↓ 例:U(MgO)>U(CaO)
第二章晶体结构与结晶
晶体的特点是：① 原子在三维空间呈有规则的周期性重复排列。
② 具有一定的熔点，如铁的熔点为1538℃，铜的熔点为1083℃。
③ 晶体的性能随着原子的排列方位而改变，即单晶体具有各向异性。
⑵ 非晶体 —— 材料中的质点无规则堆积，和液体相似，亦称为 “过冷液体”或 “无定形体” 。
⑶ 晶格常数
为了研究晶体结构的需要，在结晶学中规定用晶格常数来表示晶胞的几何形状和大小。晶胞的各棱边长为a、b、c，称为晶格常数。当晶格常数a=b=c，棱边夹角α=β=γ=90°时，这种晶胞称为简单立方晶胞。
3. 晶面和晶向
晶面和晶向 —— 晶体结构的抽象描述。
晶面 —— 晶体中各种方位的原子面。
晶向 —— 晶体中各种方向上的原子列。
⑴ 晶格
为了清楚的表明原子在空间的排列规律，人为地将原子看作一个点，再用一些假想线条，将晶体中各原子的中心连接起来，便形成了一个空间格子，这种抽象的、用于描述原子在晶体中规则排列方式的空间几何图形称为结晶格子，简称晶格。晶格中的每个的点称为结点。晶格中各种不同方位的原子面，称为晶面。
⑵ 晶胞
晶体中原子的排列具有周期性变化的特点，因此只要在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元进行分析，便能确定原子排列的规律。组成晶格的最基本几何单元称为晶胞。实际上整个晶格就是由许多大小、形状和位向相同的晶胞在空间重复堆积而成的。
2-2 实际金属结构
—— 理想晶体 + 晶体缺陷
一．多晶体结构
单晶体：内部晶格位向完全一致，各向异性。
多晶体：由许多位向各不相同的单晶体块组成 ,
成为各向同性。
晶体的结构和常见晶体结构类型
布拉菲点阵 复式点阵
一维点阵 二维点阵 空间点阵
元胞 复胞
2.1.2 三维空间点阵中直线点阵与平面点阵的表达 （1）直线点阵或晶列的表达 画出立方晶体结构中下列晶列[210] [111] [101] （2）平面点阵或晶面的表达 画出立方晶体结构中下列晶面(001) (110) (111)
§ 2.3 点阵结构的微观对称性-空间群
• 2.3.1点阵的微观对称要素 • 2.3.2 空间群
原始格子（P） 底心格子（C） 体心格子（I） 面心格子（F）
既然有七大晶系（平行六面体有七种形状） 和7种点阵分布方式，那么，空间格子为什 么不是28种而是14种呢？
这是因为某些格子类型是重复的；还有 些格子类型与所在晶系的对称不符，因 而不能出现在该晶系中。
三斜面心格子转变为三斜原始格子
第二章 晶体的结构与常见晶体结构类型
1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线时，发现了一种新的射线——X射线。
布拉格父子
由原子、分子或离子等微粒在三维空间按一定 规律、周期性重复排列所构成的固体物质。简单的 说，晶体是具有格子构造的固体
晶态结构示意图
非晶态结构示意图
§ 2.1 晶体的周期结构与点阵
如何根据晶面指数（hkl）计算晶面间距（d）?
§2.2 点阵宏观对称性与类型
2.2.1 对称性（对称要素） 2.2.2 点阵结构的点对称性
为什么不存在5次及6次以上的旋转轴？
如何理解旋转反轴？
对称型（点群） 晶族 晶系 布拉菲格子
高次轴多于1个，n ＞ 2） 高次轴只有一个 无高次轴
z
y x
确定晶面符号时应注意如下几点： ①轴次的排列顺序是x、y、z，不能颠倒； ②结晶轴有方向性，应在晶面符号上表示出，如（hkl）。 负号标在数字的上方； ③晶面在某晶轴上的截距系数越大，则晶面符号中对应 的晶面指数越小。若晶面与晶轴平行，截距系数为∞， 其晶面指数应为1/∞=0； ④同一晶体上处于原点相对两侧的两个相互平行的晶面， 其晶面指数的绝对值相等，符号相反； ⑤三方，六方晶系采用四轴定向法。
晶体相关知识点总结
晶体相关知识点总结一、基本概念1. 晶体的定义晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而形成的固体结构。
晶体具有高度有序性，具有一定的周期性和对称性。
晶体是凝聚态物质的一种主要形式，占据了固态物质的绝大部分。
2. 晶体的种类根据晶体结构的不同，晶体可以分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体等几种基本类型。
不同类型的晶体具有不同的物理性质和化学性质。
3. 晶体的分类根据晶体的外部形态，晶体可以分为单斜晶、正交晶、菱形晶、六方晶、四方晶、立方晶等几种基本类型。
不同类型的晶体具有不同的外部形态和对称性。
二、晶体结构1. 晶体的晶体结构晶体结构是指晶体中原子、离子或分子的排列方式和规律。
晶体结构可以分为周期性结构和非周期性结构两种形式。
周期性结构是指晶体中原子、离子或分子的排列具有一定的周期性，具有明显的晶格和对称性。
非周期性结构是指晶体中原子、离子或分子的排列没有明显的周期性，没有规则的晶格和对称性。
2. 晶体的晶格晶体的晶格是指晶体中原子、离子或分子所构成的三维空间排列的规则结构。
晶格可以分为周期性晶格和非周期性晶格两种类型。
周期性晶格是指晶格具有明显的周期性，有规则的排列和对称性。
非周期性晶格是指晶格没有明显的周期性，没有规则的排列和对称性。
3. 晶体的晶胞晶胞是指晶体中最小的具有完整晶体结构的基本单位。
晶胞可以分为原胞和扩展晶胞两种类型。
原胞是指晶体中最小的具有完整晶体结构的基本单位，包含了一个或多个原子、离子或分子。
扩展晶胞是指原胞在晶体结构中的重复排列，是构成晶体的基本单位。
三、晶体的生长1. 晶体生长的基本过程晶体生长是指在溶液、熔体或气相中，原子、离子或分子从溶液中萃取并在已生成的晶体上沉积，形成新晶体的过程。
晶体生长的基本过程包括成核、生长和成形几个阶段，成核是指溶液中原子、离子或分子聚集形成晶体的核心；生长是指晶体核心上原子、离子或分子的进一步沉积和排列生长；成形是指晶体的表面形态和结晶过程。
晶体结构与常见晶体结构类型
常见的晶体结构类型包 括金刚石结构、氯化钠 结构、铜锌结构等。
金刚石结构：以碳原子 氯化钠结构：以钠离子 铜锌结构：以铜和锌为
为例，金刚石结构中每 和氯离子为例，氯化钠 例，铜锌结构中铜原子
个碳原子通过共价键与 结构中每个离子通过静 和锌原子交替排列，形
四个相邻的碳原子相连， 电相互作用与六个相邻 成了一个立方面心晶格
晶体结构的研究有助于解决环 境、能源等领域的实际问题， 推动可持续发展。
晶体结构研究的方法
X射线晶体学
通过X射线衍射分析晶体结构， 是研究晶体结构最常用的方法 。
电子显微镜
通过观察晶体表面形貌和内部 结构，推断晶体结ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
原子力显微镜
通过观察表面原子排列，推断 晶体结构。
理论计算
通过计算模拟晶体结构，验证 实验结果。
形成了一个非常坚固和 的离子相连，形成了一 结构。这种结构在黄铜
稳定的晶格结构。这种 个立方面心晶格结构。 等合金中较为常见。
结构具有高硬度和光学 这种结构在食盐（氯化
性能等特点。
钠）等矿物中较为常见。
02
常见晶体结构类型
面心立方晶格（FCC）
总结词
面心立方晶格是一种常见的晶体结构，其原子分布在立方体的面心上，每个原子周围都 有12个最近邻原子。
VS
详细描述
在体心立方晶格中，原子位于立方体的角 上和体心上，每个原子与周围8个最近邻 原子相连接，形成了一个较为紧密的结构 。这种结构在某些金属元素中较为常见， 如铬、钼和钨等。由于其特殊的原子排列 方式，体心立方晶格结构具有较高的硬度 和强度，常用于制造耐磨和耐高温的部件 。
密排六方晶格（HCP）
晶体结构与常见晶体结构类型
晶体结构的类型分类
晶体结构的类型分类晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而成的固体物质。
晶体结构的类型分类是根据晶体中原子、离子或分子的排列方式和空间群的不同来进行的。
不同的晶体结构类型具有不同的物理和化学性质，对于研究晶体的性质和应用具有重要的意义。
本文将介绍几种常见的晶体结构类型分类。
1. 离子晶体结构离子晶体结构是由正负离子按照一定的比例和排列方式组成的晶体。
离子晶体结构可以分为两种类型：离子-离子晶体和离子-极化离子晶体。
离子-离子晶体是由正负离子按照一定的比例排列而成的，如氯化钠晶体。
离子-极化离子晶体是由正负离子和极化离子按照一定的比例排列而成的，如氯化钾晶体。
2. 原子晶体结构原子晶体结构是由原子按照一定的规则和排列方式组成的晶体。
原子晶体结构可以分为两种类型：金属晶体和共价晶体。
金属晶体是由金属原子按照一定的规则排列而成的，如铁晶体。
共价晶体是由非金属原子按照一定的规则排列而成的，如硅晶体。
3. 分子晶体结构分子晶体结构是由分子按照一定的规则和排列方式组成的晶体。
分子晶体结构可以分为两种类型：分子-分子晶体和分子-离子晶体。
分子-分子晶体是由分子按照一定的规则排列而成的，如冰晶体。
分子-离子晶体是由分子和离子按照一定的比例和排列方式组成的，如氯化铵晶体。
4. 复合晶体结构复合晶体结构是由不同类型的原子、离子或分子按照一定的规则和排列方式组成的晶体。
复合晶体结构可以分为两种类型：复合离子晶体和复合分子晶体。
复合离子晶体是由不同类型的离子按照一定的比例和排列方式组成的，如硫酸铜晶体。
复合分子晶体是由不同类型的分子按照一定的比例和排列方式组成的，如葡萄糖晶体。
总结：晶体结构的类型分类包括离子晶体结构、原子晶体结构、分子晶体结构和复合晶体结构。
不同类型的晶体结构具有不同的物理和化学性质，对于研究晶体的性质和应用具有重要的意义。
通过对晶体结构的分类和研究，可以深入了解晶体的组成和性质，为晶体材料的设计和应用提供理论基础。
晶体结构基础知识
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晶体结构决定了晶体的物理性质和 化学性质
晶体结构可以分为金属晶体、原子 晶体、离子晶体和分子晶体等类型
晶体结构的特点
晶体结构由原子、分子或离 子按照一定的规则排列而成
晶体结构具有周期性、对称 性和重复性
晶体结构的种类包括金属晶 体、原子晶体、分子晶体和
离子晶体
晶体结构的研究对于理解物 质的物理性质、化学性质和
晶体对称性 包括对称操 作和对称元 素
对称操作包 括旋转、反 射、倒转等
对称元素包 括对称中心、 对称面、对 称轴等
晶体对称性 是晶体结构 的重要特征 决定了晶体 的物理性质 和化学性质
05 晶体结构的物理性质
光学性质
晶体的光学性质与其结构有关 晶体的光学性质包括折射率、色散、双折射等 晶体的光学性质可以用于鉴定晶体的种类和结构 晶体的光学性质可以用于研究晶体的生长和缺陷
地质学：研究晶体结构与地质构造的 关系
环境科学：研究晶体结构与环境污染 的关系
医学领域
药物研发：通 过晶体结构分 析药物与蛋白 质的相互作用 优化药物设计
疾病诊断：通 过晶体结构分 析蛋白质的结 构变化辅助疾
病诊断
药物筛选：通 过晶体结构分 析药物与蛋白 质的结合能力 筛选有效药物
药物设计：通 过晶体结构分 析药物与蛋白 质的结合位点 设计新型药物
电学性质
导电性：晶体的导电性取决于其内部电子的移动能力 介电常数：晶体的介电常数决定了其对电场的响应能力 光电效应：晶体的光电效应是指晶体在光照下产生的电荷效应 压电效应：晶体的压电效应是指晶体在受到压力时产生的电荷效应
热学性质
热膨胀系数：晶体的热膨胀 系数与其晶体结构有关不同 晶体的热膨胀系数不同
晶体的分类知识点总结
晶体的分类知识点总结一、根据晶体结构的分类1. 晶体的类型晶体可以分为单晶体、多晶体和非晶体三类。
单晶体是指晶格排列完整，没有晶界，晶粒的直径可以从毫米到数十厘米不等。
多晶体是指由多个晶粒组成，晶界可以是明显的界面，也可以是粒子间的微细结构。
非晶体是指物质的原子或分子没有严格的周期性排列，因此没有晶格，没有晶体性，是一种无序的固体物质。
2. 晶体的结构晶体根据其原子或分子的排列方式，可以分为立方晶系、四方晶系、六角晶系、三方晶系、单斜晶系、斜方晶系等七种晶系。
立方晶系是晶胞的三个边相等，三个角均为直角，六个面互相垂直。
四方晶系是晶胞的三个边两两相等，三个角均为直角。
六角晶系是晶胞的三个边相等，三个角均为60度。
三方晶系是晶胞的三个边相等，两个角相等。
单斜晶系是晶胞的三个边两两不相等，三个角均为直角。
斜方晶系是晶胞的三个边相互垂直，但长短不同。
3. 晶体的对称性根据晶体的对称性，晶体可以分为各向同性晶体和各向异性晶体两类。
各向同性晶体是指晶体在任何方向上的物理性质是一样的，具有完全的对称性。
各向异性晶体是指晶体在不同方向上的物理性质是不同的，具有部分对称性。
二、根据晶体化学成分的分类1. 根据晶体的化学成分晶体的化学成分对其性质具有重要影响，因此可以根据晶体的化学成分进行分类。
根据晶体的化学成分，可以分为无机晶体和有机晶体两类。
无机晶体是指晶体中的原子或分子是无机化合物，如氧化物、硫化物、卤化物等。
有机晶体是指晶体中的原子或分子是有机分子或有机化合物，如葡萄糖、脂肪酸、蛋白质等。
2. 根据晶体的组成元素根据晶体的组成元素，晶体可以分为硅酸盐晶体、氧化物晶体、硫化物晶体、卤化物晶体、碳酸盐晶体、金属晶体等几种。
硅酸盐晶体是指晶体中主要由SiO4四面体组成的晶体，如长石、石英等。
氧化物晶体是指晶体中的主要成分是氧化物，如金刚石、冰英石等。
硫化物晶体是指晶体中的主要成分是硫化物，如黄铁矿、辉锑矿等。
卤化物晶体是指晶体中的主要成分是卤化物，如岩盐、方铅矿等。
高中化学晶体结构,晶体类型
• ⑸有特定的对称性
• ⑹使X射线产生衍射
三、晶胞
1.晶胞是是晶体中的最小单位。晶胞并置起来，则得 到晶体。 2.晶胞是描述晶体微观结构的基本单元。晶胞有素晶胞 和复晶胞之分。素晶胞，符号P，是晶体微观空间中的 最小单位，不可能再小。素晶胞中的原子集合相当于晶 体微观空间中的原子作周期性平移的最小集合，叫做结 构基元。复晶胞是素晶胞的多倍体。
干冰的晶体结构
（1）二氧化碳分子的位置： （2）每个晶胞含二氧化碳分子的个数为___
混合晶体
【 CsCl 型 】
②根据氯化铯的晶胞结构分析其 + 构成。每个晶胞中有 1 Cs ，有 个___Cl 1 -
【 CsCl 型 】
+ ③在每个Cs 周围与它最近的 + 且距离相等的Cs 有
６个
三、原子晶体
金 刚 石
定义：相邻原子间以共价键相结合而 形成空间立体网状结构的晶体。 注意：构成原子晶体的粒子是原子， 原子间以共价键相结合。
晶体中硅原子与氧原子个数之比是 1：2 。
2. 在SiO2 晶体中，每个硅原子形成 4 个共 价键；每个氧原子形成 2 个共价键；硅原子
个数与Si－O 共价键个数之比是 1：4 ；氧原 子个数与Si－O 共价键个数之比是 1：2 。
四、分子晶体
1.定义：分子间以分子间作用力相结合的 晶体叫分子晶体。
导电性
导热性
自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温 度高的部分传导温度低的部分，从而使整块 金属达到相同的温度 金属晶体中各原子层之间发生相对滑动以后， 仍保持金属键的作用，因而在一定外力作用下， 只发生形变而不断裂
延展性
二、离子晶体
1.定义：离子间通过离子键结合而 成的晶体 2.性质：熔沸点较高，硬度较大，难 挥发、难压缩，水溶液或熔融状态下 均导电。
第二章 晶体结构与结晶
Be
Mg
Z n。
三、单晶体的各向异性性：
各向异性性： 晶面、晶向上原子排列密度不同，表现出 性能不同的现象。 单晶体 ： 结晶方位完全一致的晶体。单晶体具有 各向异性。在各方向的物、化，机械性能 不同。
铁的单晶体示意图
第二节
实际金属结构
一、实际金属的多晶体结构 由许多小晶粒构成，每个小晶粒内晶格方 位一致，无各向异性性，实际金属材料几 乎均为多晶结构，而非单晶体
2、结晶时，晶核沿各向长大速度不同形成 “枝晶”，按枝晶长大。
二、影响生核与长大的因素： 金属结晶过程→始于生核→终于晶核长大。 结晶晶粒的大小—与形核率N、长大速度G有 关。 影响形核率N，长大速度G↑的主要因素为过 冷度、难熔杂质。
（一）过冷度的影响：
过冷度K点前，G>N得粗 大颗粒结晶。 过冷度K点后， G<N得细 密颗粒。 适当控制过冷度－即采用 不同的冷却速度，得不同晶 粒度的材料。
过快冷却会引起铸件内铸造应力增大，产生铸件缺陷
（二）难熔杂质的影响： 难熔（高熔点）添加剂－即杂质， 形核率大大提高，细化晶粒。 “变质处理”： 向液态金属中加入晶体结构与结晶金属“相 似”的难熔添加剂，获得细化晶粒方法。
四、 金属的同素异构性 有些金属结晶后并不只具有一种晶体结构， 可根据温度的变化，具有不同类型的晶体结构。
㈠ 体心立方晶格
由八个原子构成立方 格，格中心有一个原 子，则晶格上共9个 原子的晶格。
㈡ 面心立方晶格： 由八个原子构成立方 格， 在六个表面中心再 各有一个原子的晶格。 如 ： 912° ～ 1394℃以下的纯铁； 铜 Cu ，铝 A，镍 Ni l
㈢ 密排六方晶格：
如此排列的金属 铍 镁 锌
晶体结构和晶体分类
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17.1 晶体结构和晶体分类
一、晶体分类
类型
离子晶体
结合力 离子键
方向性 饱和性
无
性能
导电性 硬度 熔点
弱高Leabharlann 共价晶体 共价键有
很低
高
分子晶体 范德瓦耳斯键
无
低
差
金属晶体 金属键
无
好
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二、晶体结构 在晶体中，原子或离子周期性重复排列，形成晶格，或 称为空间点阵。
立方结构
面心立方结构
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体心立方
金刚石
第4页，共4页。
第17章 固体物理简介 激光
17.1 晶体结构和晶体分类 17.2 固体的能带 17.3 绝缘体 导体 半导体 17.4 杂质半导体和 pn 结 17.5 光与原子的相互作用 17.6 激光器的基本构成
激光的形成
17.7 激光的纵模和横模 17.8 激光的特性及应用
分子束外延系统
红、黄、蓝三种颜色的激光
节晶体结构与常见晶体类型
0.74
17
2．等径球体的次紧密堆积 1）体心立方堆积
等径球体还有另一种堆积方式，虽不是最紧密的，但是 一种有效的和对称的——体心立方结构堆积（金属Li、 Na、K、Rb、Cs、Ba、Cr、Mo等属体心立方堆积）。
18
※ 堆积方式： 第一层：排列面近似于密排面，每个原子与四个最邻近原子相接触；
第二层：放置于第一层的凹坑处； 第三层：重复第一层的排列方式。如此堆积，质点就按体心立方格子分布， 在这种堆积方式中可找出体心立方晶胞。
※ 六方和立方密堆积的配位 数均为12（3+6+3）。
15
（4）紧密堆积中的空间利用率（堆积系数）：
= 晶胞中球的总体积/晶胞体积
以立方密堆积为例，设球的半径为R
①晶胞中球的总体积：
属于该晶胞的球的个数：8×1/8 + 6×1/2 = 4
球的总体积：v = 4/3R³
②设：晶胞常数为a；晶胞体积为V；
Cr、Mo等属体心立方堆积）。
如MgO-CaO系统中 Ca2+、Mg2+子半径之差为：(1.
金属W晶体结构为体心立方(bcc)，W原子位于立方体的八个顶角和体心位置。
11
晶体结构
面心立方 晶胞
在这种堆积方式中可以找出面心立方晶 胞，其中的相当点按面心立方格子分布， 所以称为面心立方最紧密堆积。 其最紧密排列层平行于{111}面网。
其最紧密排列层平行于{0001}面网。
|(r1- r2)/r1|<15%，
2 典型非金属单质的晶体结构
呈三角形配位的碳原子还有一个2P轨道电子，这些2P轨道垂直于sp2杂化轨道的平面。
在离子晶体中，一般正离子半径较小，当电价较高时，极化力较明显，而极化率较小，不易变形。
晶体的晶格结构及其特点
晶体的晶格结构及其特点晶体是一种具有高度有序、有规律的固态物质。
它的组成粒子按照一定的方式排列并且具有周期性的结构。
晶体的晶格结构是指晶体中原子、离子或分子的排列方式和它们之间的空间关系。
本文将介绍晶体的晶格结构及其特点。
一、晶体的晶格结构1. 单位胞晶体的晶格是由一个或多个相同的单元胞组成的，单元胞是最小可重复单元结构。
晶体中的所有原子、离子或分子都可以通过平移并保持周期性的方式填满整个晶体。
每个单位胞的形状和尺寸由晶体的晶系、晶格参数和点群对称性确定。
2. 晶体结构分类晶体根据它们的晶格结构可以分为几个主要类型：立方晶体、正交晶体、单斜晶体、菱面晶体、三斜晶体、四方晶体和六方晶体。
每种类型的晶体都具有不同的晶格对称性和晶格参数。
3. 晶格点晶体的晶格由晶格点组成，晶格点是晶体中原子、离子或分子的位置。
根据晶体的晶系和点群对称性，晶体的晶格点可以具有不同的排列模式，如正方形排列、三角形排列等。
二、晶体的特点1. 高度有序晶体具有高度有序的结构，其中的原子、离子或分子按照规则的方式排列。
晶体的有序排列使得晶体具有明确的晶面和晶向。
2. 周期性晶体的晶格结构是周期性的。
晶体中的晶格点在空间中周期性地重复出现，这种周期性使得晶体具有特定的晶面、晶向和晶面间距等特点。
周期性结构决定了晶体的物理、化学性质以及晶体的衍射性质。
3. 同质性晶体内部各个部分的性质是相同的，即具有同质性。
晶体的晶格结构决定了它的同质性，使得晶体的性质在空间上是均匀分布的。
4. 各向同性晶体的各向同性是指在晶体的不同晶向上性质相同。
然而，有些晶体具有部分各向异性，即在特定的晶向上显示出不同的性质。
5. 晶体缺陷晶体中可能存在一些缺陷，如点缺陷（空位、杂质等）、线缺陷（位错、螺旋走步等）和面缺陷（晶粒边界、层间错等）。
这些缺陷会影响晶体的物理和化学性质。
总结：晶体的晶格结构是由具有周期性排列的晶格点构成的。
晶体具有高度有序、周期性、同质性和各向同性的特点。
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17.1 晶体子键 共价键 方向性 饱和性 无 有 无 无 性能 导电性 弱 很低 低 好 硬度 熔点 高 高 差
分子晶体 范德瓦耳斯键 金属晶体 金属键
二、晶体结构
在晶体中，原子或离子周期性重复排列，形成晶格， 在晶体中，原子或离子周期性重复排列，形成晶格，或 称为空间点阵。 称为空间点阵。
第17章 固体物理简介 激光 章
17.1 晶体结构和晶体分类 17.2 固体的能带 17.3 绝缘体 导体 半导体 17.4 杂质半导体和 pn 结 17.5 光与原子的相互作用 17.6 激光器的基本构成 激光的形成 17.7 激光的纵模和横模 17.8 激光的特性及应用
红、黄、蓝三种颜色的激光 分子束外延系统
立方结构
面心立方结构
体心立方
金刚石