(完整版)晶体结构
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第一章 晶体结构(Crystal Structure)
基元（ basis）
构成晶体的基本结构单元。 基元是化学组成、空间结构、排列取向、周 围环境相同的原子、分子、离子或离子团的集 合。 可以是一个原子(如铜、金、银等)，可以是 两个或两个以上原子(如金刚石、氯化钠、磷化 镓等)，有些无机物晶体的一个基元可有多达 100个以上的原子，如金属间化合物NaCd2的基 元包含1000 多个原子，而蛋白质晶体的一个基 元包含多达10000 个以上的原子。
六角密堆积晶格结构是一个复式晶格
基元为两个原子 2 1 1 （0，0，0）、( , , ) 3 3 2
c
a
b
三、致密度
反映粒子排列的紧密程度，或也称堆积因 子。 定义： 晶胞内所有粒子的体积与晶胞体积之比。
例1：计算简单立方晶胞的致密度
解： 3 简单立方晶胞的体积为 a,
晶胞内有一个原子，原 子半径为 0 .5 a
a ( a a ) 1 2 3
就是布拉菲格子的晶胞。 晶胞基矢的选取使得平行六面体有尽可能多的相等的棱和 角，有尽可能多的直角，尽可能地反映空间点阵的对称性。 ，一般 晶胞体积为 。 a ( b c )
c构成的最小的平行六面体 以不共面的晶胞基矢 a 、b 、
如果将A、B两个原子看作为一 个基元，则点阵结构就如前页所示 ，格子就是布拉菲格子了。
二维蜂窝格子 (非布拉菲格子)
二、布拉菲格子的原胞与晶胞 a3 以不共面的原胞基矢 a 、 、 a 1 2 构成的最小的平行六面体就是
布拉菲格子的原胞。其体积为:
基矢的取法不唯一，故原胞的取法也不唯一。 无论如何选取，原胞均有相同的体积。 对于布拉菲格子，原胞只含有一个基元（格点）。
原胞体积为：
晶体结构(共78张PPT)
多为无色透明，折 射率较高
山东大学材料科学基础
共价键结合，有方 向性和饱和性，键 能约80kJ/mol
Si,InSb, PbTe
金属键结合， 无方向性，配 位数高，键能 约80kJ/mol
Fe,Cu,W
范得华力结合 ，键能低， 约 8-40 kJ /mol
Ar,H2,CO2
熔点高
强度和硬度由中到 高，质地脆
闪锌矿〔立方ZnS〕结构 S
Zn
属于闪锌矿结构的晶体有β-SiC，GaAs，AlP，InSb
山东大学材料科学基础
•
•
•
•
萤石〔CaF2〕型结构
立方晶系Fm3m空间群，
a0=0.545nm， Z=4。 AB2型化合物， rc/ra>0.732〔0.975〕 配位数：8：4
Ca2+作立方紧密堆积，
F-填入全部四面体 空隙中。 注意：所有八面 体空隙都未被占据。
山东大学材料科学基础
钙钛矿〔CaTiO3〕结构
Ti
ABO3型
立方晶系：以
•
一个Ca2+和3个
O2-作面心立方
Ca
密堆积，
Ti4+占1/4八面体C空aT隙iO3。晶胞 配位多面体连接与Ca2+配位数
Ti4+配位数6，rc/ra=0.436(0.414-0.732)
Ca2+配位数12，rc/ra=0.96
O2-配位数6；
取决温度、组成、掺杂等条件，钙钛矿结构呈现立方、
四方、正交等结构形式。
山东大学材料科学基础
许多化学式为ABO3型的化合物，其中A与B两种阳 离子的半径相差颇大时常取钙钛矿型结构。在钙钛矿 结构中实际上并不存在一个密堆积的亚格子，该结构 可以看成是面心立方密堆积的衍生结构。较小的B离 子占据面心立方点阵的八面体格位，其最近邻仅是氧 离子。
山东大学材料科学基础
共价键结合，有方 向性和饱和性，键 能约80kJ/mol
Si,InSb, PbTe
金属键结合， 无方向性，配 位数高，键能 约80kJ/mol
Fe,Cu,W
范得华力结合 ，键能低， 约 8-40 kJ /mol
Ar,H2,CO2
熔点高
强度和硬度由中到 高，质地脆
闪锌矿〔立方ZnS〕结构 S
Zn
属于闪锌矿结构的晶体有β-SiC，GaAs，AlP，InSb
山东大学材料科学基础
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萤石〔CaF2〕型结构
立方晶系Fm3m空间群，
a0=0.545nm， Z=4。 AB2型化合物， rc/ra>0.732〔0.975〕 配位数：8：4
Ca2+作立方紧密堆积，
F-填入全部四面体 空隙中。 注意：所有八面 体空隙都未被占据。
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钙钛矿〔CaTiO3〕结构
Ti
ABO3型
立方晶系：以
•
一个Ca2+和3个
O2-作面心立方
Ca
密堆积，
Ti4+占1/4八面体C空aT隙iO3。晶胞 配位多面体连接与Ca2+配位数
Ti4+配位数6，rc/ra=0.436(0.414-0.732)
Ca2+配位数12，rc/ra=0.96
O2-配位数6；
取决温度、组成、掺杂等条件，钙钛矿结构呈现立方、
四方、正交等结构形式。
山东大学材料科学基础
许多化学式为ABO3型的化合物，其中A与B两种阳 离子的半径相差颇大时常取钙钛矿型结构。在钙钛矿 结构中实际上并不存在一个密堆积的亚格子，该结构 可以看成是面心立方密堆积的衍生结构。较小的B离 子占据面心立方点阵的八面体格位，其最近邻仅是氧 离子。
第一章 晶体结构(Crystal Structure)
§1.3 晶格的周期性
一、布拉菲（Bravais）格子
布喇菲(A. Bravais)，法国学者，1850年提出。 定义: 各晶体是由一些基元（或格点）按一定规则, 周期重 复排列而成。任一格点的位矢均可以写成形式 R n a n a n a n 1 n 2 n 3 、 、 a1 a2 。其中， 、 、 取整数， n 1 1 2 2 3 3 a Rn 为基矢， 为布拉菲格子的格矢，或称 正格矢。 3 能用上式表示的空间点阵称为布拉菲点阵，相应的 空间格子称为布拉菲格子．
§1.2 空间点阵
空间点阵定义： 晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的 点子在空间有规则地作周期性的无限分布，这 些点子的总体称为点阵。 X射线衍射技术从实验上证明。
1、格点与基元 如果晶体是由完全相同的一种原子所组成 的，则格点代表原子或原子周围相应点的位置, 如铜的晶体结构。 点阵（lattice） 在空间任何方向 上均为周期排列的无 限个全同点的集合。
基元（ basis）
构成晶体的基本结构单元。 基元是化学组成、空间结构、排列取向、周 围环境相同的原子、分子、离子或离子团的集 合。 可以是一个原子(如铜、金、银等)，可以是 两个或两个以上原子(如金刚石、氯化钠、磷化 镓等)，有些无机物晶体的一个基元可有多达 100个以上的原子，如金属间化合物NaCd2的基 元包含1000 多个原子，而蛋白质晶体的一个基 元包含多达10000 个以上的原子。
复式晶格：
如果晶体的基元中包含两种或两种以上的原 子。显然,每一种等价原子各构成与晶体基元代表 点的空间格子相同的网格 , 称为晶体的 子晶格 . 每 一种等价原子的子晶格具有相同的几何结构，整 个晶格可视为，子晶格相互位移套构而成。该晶 体晶格称为复式晶格． 例如：氯化钠晶体
(完整版)结构化学 第七章
D16 2h
p
21 n
21 m
21 aC 52hP21 c空间群属单斜晶系
7个晶系
14种空间点阵型式 32个点群(宏观对称性) 230个空间群(微观对称性)
§7.4 晶体的X射线衍射
当X射线与原子中束缚较紧的内层电子相撞时，光子把能 量全部转给电子，电子将在其平衡位置发生受迫振动， 不断被加速或被减速，而且振动频度与入射X射线的相同。 这个电子本身又变成了一个新电磁波源，向四周辐射电 磁波，形成X射线波。这些散射波之间符合振动方向相同， 频率相同，位相差恒定的光的干涉条件， 可以发生干涉 作用，故称之为相干散射。
金刚石滑移面(d)与对角线滑移面(n)的滑移方向相同, 只是 滑移量不同而已。
1/2a
++
+
0
1
2
+a +
(b)
轴线滑移面a
5
4
a
3
aa
2
1´
1
(a) 轴线滑移面 a
b
b
(b) 对角滑移面 n (c) 菱形滑移面d
虚线圈表示不存在
虚线圈表示在镜面下方 虚线圈表示在镜面下方
§ 7.2.3 晶胞
1. 晶胞: 晶体结构的基本重复单元称为晶胞
32个点群符号的说明：(见P276 表8.2.4)
SchÖnflies记号 国际记号 简化记号 对应的三个位
C4v
4mm
4mm
c a a+b
D2h
222 m m m 2/mmm a b c
Oh
432
m3m
a a+b+c a+b
mm
在某一方向出现的旋转轴或反轴是指与这一方向平行的旋 转轴或反轴, 而在某一方向出现的镜面则是指与该方向垂 直的镜面, 如果在某一方向同时出现旋转轴或反轴与镜面 时, 国际记号中用分数形式来表示,将n或n 记在分子位置, 将m记在分母位置。
(完整版)第1章 晶体学基础
第一篇 X射线衍射分析（15万字）1 晶体学基础1.1 晶体结构的周期性与点阵晶体是由原子、离子、分子或集团等物质点在三维空间内周期性规则排列构成的固体物质，这种周期性是三维空间的。
晶体中按周期重复的原子、分子或离子团称为结构基元，也就是重复单元。
为了描述晶体内部原子排列的周期性，总是把一个结构基元抽象地看成为一个几何点，而不考虑它的实际内容（指原子、离子或分子）。
这些几何点按结构周期排列，这种几何点的集合就称为点阵，将点阵中的每个点叫阵点。
要构成点阵，必须具备三个条件：（1）点阵点数无限多；（2）各点阵点所处的几何环境完全相同；（3）点阵在平移方向的周期必须相同。
凡是能够抽取出点阵的结构可称为点阵结构或晶体点阵。
点阵中每一阵点对应于点阵结构中的一个结构基元，在晶体中则是一些组成晶体的实物粒子，即原子、分子或离子等，或是这些微粒的集团。
这样，晶体结构与晶体点阵是两个不同的概念，其关系如图1-1所示，晶体结构可以表示为：晶体结构= 晶体点阵+ 结构基元图1-1晶体结构与点阵的关系根据点阵的性质，把分布在同一直线上的点阵称为直线点阵或一维点阵，分布在同一平面内的点阵称为平面点阵或二维点阵，分布在三维空间中的点阵称为空间点阵或三维点阵。
1.1.1 一维周期性结构与直线点阵图1-2（a）是聚乙烯分子链的结构示意图，具有一维周期结构，其结构基元（CH2CH2）周期性地排列在一个方向上。
每一个结构基元的等同位置抽象成一个几何点，可形成一条直线点阵，是等距离分布在一条直线上的无限点列，如图1-2（b）所示。
取任一阵点作为原点O ，A 为相邻的阵点，则矢量a=OA 表示重复的大小和方向，称为初基（单位）矢量或基矢，若以单位矢量a 进行平移，必指向另一阵点，而矢量的长度a a =ρ称为点阵参数。
图1-2晶体结构与点阵的关系（a ）聚乙烯分子链的结构示意图；（b ）等效的一维直线点阵直线点阵中任何两阵点的平移矢量称为矢径，可表示为T p = p a (0, ±1, ±2……)矢径T p 完整而概括地描述了一维结构基元排列的周期性。
认识晶体(完整版)
分子晶体
由分子通过范德华力结合而成的晶体，如冰、 干冰等。
03
晶体结构与性质的关系
晶体结构对物理性质的影响
01
02
03
光学性质
晶体具有规则的内部结构， 能够使光线发生折射、反 射和偏振等现象，从而具 有特定的光学性质。
电学性质
晶体中的离子或分子的规 则排列使其具有周期性， 从而影响电场、电流和电 阻等电学性质。
晶体通常具有一定的熔点和沸点， 且在熔化和凝固过程中具有一定
的热容。Biblioteka 晶体的特性稳定性晶体具有高度的稳定性，不易 发生化学反应或被破坏。
规则的几何外形
晶体通常具有规则的几何外形 ，如立方体、八面体等。
内部结构的周期性
晶体的原子、分子或离子排列具有 高度的周期性，这种周期性排列使 得晶体具有独特的物理性质。
某些晶体作为食品添加剂，如糖、盐等，用于调味和保存食品。
药物晶体
药物晶体具有特定的晶型和结晶习性，影响药物的溶解度、稳定性、 疗效和安全性。
宝石晶体
一些美丽的晶体，如水晶、钻石、翡翠等，被用作宝石或首饰。
06
未来晶体技术的发展趋势
新材料晶体的研发
1 2 3
探索新型晶体材料
随着科技的发展，人们不断探索新型晶体材料， 以满足不同领域的需求。例如，新型高温超导晶 体、非线性光学晶体等。
结晶化学原理
根据原子或分子的相互吸引和排斥作用，形成特 定的晶格排列。
相平衡原理
在一定的温度和压力条件下，不同相之间会达到 平衡状态。
晶体生长技术
水热法
在高压水溶液中加热原料，通过控制 温度和压力条件生长晶体。
提拉法
通过旋转提拉熔体，使熔体中的杂质 和气体上浮，获得纯净的晶体。
由分子通过范德华力结合而成的晶体，如冰、 干冰等。
03
晶体结构与性质的关系
晶体结构对物理性质的影响
01
02
03
光学性质
晶体具有规则的内部结构， 能够使光线发生折射、反 射和偏振等现象，从而具 有特定的光学性质。
电学性质
晶体中的离子或分子的规 则排列使其具有周期性， 从而影响电场、电流和电 阻等电学性质。
晶体通常具有一定的熔点和沸点， 且在熔化和凝固过程中具有一定
的热容。Biblioteka 晶体的特性稳定性晶体具有高度的稳定性，不易 发生化学反应或被破坏。
规则的几何外形
晶体通常具有规则的几何外形 ，如立方体、八面体等。
内部结构的周期性
晶体的原子、分子或离子排列具有 高度的周期性，这种周期性排列使 得晶体具有独特的物理性质。
某些晶体作为食品添加剂，如糖、盐等，用于调味和保存食品。
药物晶体
药物晶体具有特定的晶型和结晶习性，影响药物的溶解度、稳定性、 疗效和安全性。
宝石晶体
一些美丽的晶体，如水晶、钻石、翡翠等，被用作宝石或首饰。
06
未来晶体技术的发展趋势
新材料晶体的研发
1 2 3
探索新型晶体材料
随着科技的发展，人们不断探索新型晶体材料， 以满足不同领域的需求。例如，新型高温超导晶 体、非线性光学晶体等。
结晶化学原理
根据原子或分子的相互吸引和排斥作用，形成特 定的晶格排列。
相平衡原理
在一定的温度和压力条件下，不同相之间会达到 平衡状态。
晶体生长技术
水热法
在高压水溶液中加热原料，通过控制 温度和压力条件生长晶体。
提拉法
通过旋转提拉熔体，使熔体中的杂质 和气体上浮，获得纯净的晶体。
(完整版)固体物理课件ppt完全版
布拉伐格子 + 基元 = 晶体结构
③ 格矢量：若在布拉伐格子中取格点为原点，它至其
他格点的矢量 Rl 称为格矢量。可表示为
Rl
l1a1
l2a2
l3a3
，
a1,
a2 ,
a3为
一组基矢
注意事项：
1）一个布拉伐格子基矢的取法不是唯一的
2
4x
·
1
3
二维布拉伐格子几种可能的基矢和原胞取法 2）不同的基矢一般形成不同的布拉伐格子
2·堆积方式：AB AB AB……，上、下两个底面为A
层，中间的三个原子为 B 层
3·原胞：
a, 1
a 2
在密排面内，互成1200角，a3
沿垂直
密排面的方向构成的菱形柱体 → 原胞
B A
六角密排晶格的堆积方式
A
a
B c
六角密排晶格结构的典型单元
a3
a1
a2
六角密排晶格结构的原胞
4·注意: A 层中的原子≠ B 层中的原子 → 复式晶格
bγ a
b a
b a
b a
简六体心底正简单三面心正单方底心单心交 立斜交斜 方 简单立方体心正交面立方简四体心四方简单正交简单菱方简单单斜单方
二 、原胞
所有晶格的共同特点 — 具有周期性（平移对称性）
描
用原胞和基矢来描述
述
方
位置坐标描述
式
1、 定义：
原胞：一个晶格最小的周期性单元，也称为固体物理 学原胞
a1, a2 , a3 为晶格基矢
复式晶格：
l1, l2 , l3 为一组整数
每个原子的位置坐标：r l1a1 l2a2 l3a3
第3章 晶体学基础 - 晶体结构、晶向、晶面(完整版)
1.动画--晶面指数的确定方法
LOGO
22
2.晶面指数特点与规律：
LOGO
（1)与原点位置无关；每一晶面符号对应一组相互平行的晶面。
晶面符号代表在原点同一侧的一组相互平行且无限大的 晶面，而不是某一晶面。
(2) 若晶面指数相同，但正负符号相反，则两晶面是以点为 对称中心，且相互平行的晶面。如（110）和（110）互 相平行。
[112]
18
注意： LOGO
（1）一个晶向指数代表着相互平行、方向一致的所 有晶向；若晶体中两个晶向相互平行，方向相反， 则晶向指数中的指数相同而符号相反。
（2）有些晶向在空间位向上不同，但晶向原子排列 情况相同，这些晶向可归为一个晶向族，用〈ｕ ｖｗ〉表示。如〈111〉晶向族：
同一晶向族中晶向上原子排列因对称关系而 等同。
第3章 晶体几何学基础
3.1 •晶体结构 3.2 •常见的晶体结构 3.3 •晶向指数和晶面指数 3.4 5 6
2020/2/13
机械工程学院材料科学教研室
LOGO
1
3.1 晶体结构
LOGO
不同的材料具有不同的性 能；即使是成分相同的材 料，当经过不同的热加工 或冷变形加工后性能也会 有很大的差异。材料性能 上的差异主要取决于内部 原子排列方式以及结构缺 陷。
2020/2/13
此处添加公司信息
16
3.3.1晶向指数的标定 LOGO 17
若原点不在待标晶向上，还可以这样操作：
LOGO
（1）找出该晶向上两点的坐标(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2); （2）将(x1-x2)，(y1-y2)，(zl-z2)化成互质整数u，v，w; （3）满足u：v：w＝(x1一x2)：(y1一y2) ：(zl—z2)。
第三章晶体结构
设按六方密堆的O2-分别为OA层与OB层，则-Al2O3中氧与铝 的排列可写成：OAAlDOBAlEOAAlFOBAlDOAAlEOBAlF∥OAAlD…， 从第十三层开始才出现重复。
三．其它晶体结构 1.金刚石结构
金刚石结构为面心立方格 子，碳原子位于面心立方的所 有结点位置和交替分布在立方 体内的四个小立方体的中心， 每个碳原子周围都有四个碳， 碳原子之间形成共价键。
一．面心立方紧密堆积结构
4. CaTiO3(钙钛矿)型结构 钙钛矿结构的通式为ABO3，其中，A2+ 、B4+或A1+ 、B5+金
属离子。CaTiO3在高温时为立方晶系，O2-和较大的Ca2+作面心 立方密堆，Ti4+填充于1/4的八面体空隙。Ca2+占据面心立方的 角顶位置。O2-居立方体六个面中心，Ti4+位于立方体中心。Z=1， CNCa2+=12 CNTi4+=6 ,O2-的配位数为6 （2个Ti4+和 4个Ca2+）。
一．面心立方紧密堆积结构 1. NaCl型结构
Cl-呈面心立方最紧密堆积，Na+则填充于全部的八面体空隙
中，（即阴离子位于立方体顶点和六个面的中心，阳离位于立
方 体 的 中 心 和 各 棱 的 中 央 ） 。 两 者 CN 均 为 6 ， 单 位 晶 胞 中 含 NaCl的个数Z=4 ，四面体空隙未填充。
一．面心立方紧密堆积结构 2. β-ZnS（闪锌矿）型结构
S2-位于面心立方的结点位置，Zn2+交错地分布于立方体内 的1/8小立方体的中心，即S2-作面心立方密堆，Zn2+填充于1/2的 四面体空隙之中，CN均为4，Z=4。β -ZnS是由[ZnS4]四面体以 共顶的方式相连而成。
三．其它晶体结构 1.金刚石结构
金刚石结构为面心立方格 子，碳原子位于面心立方的所 有结点位置和交替分布在立方 体内的四个小立方体的中心， 每个碳原子周围都有四个碳， 碳原子之间形成共价键。
一．面心立方紧密堆积结构
4. CaTiO3(钙钛矿)型结构 钙钛矿结构的通式为ABO3，其中，A2+ 、B4+或A1+ 、B5+金
属离子。CaTiO3在高温时为立方晶系，O2-和较大的Ca2+作面心 立方密堆，Ti4+填充于1/4的八面体空隙。Ca2+占据面心立方的 角顶位置。O2-居立方体六个面中心，Ti4+位于立方体中心。Z=1， CNCa2+=12 CNTi4+=6 ,O2-的配位数为6 （2个Ti4+和 4个Ca2+）。
一．面心立方紧密堆积结构 1. NaCl型结构
Cl-呈面心立方最紧密堆积，Na+则填充于全部的八面体空隙
中，（即阴离子位于立方体顶点和六个面的中心，阳离位于立
方 体 的 中 心 和 各 棱 的 中 央 ） 。 两 者 CN 均 为 6 ， 单 位 晶 胞 中 含 NaCl的个数Z=4 ，四面体空隙未填充。
一．面心立方紧密堆积结构 2. β-ZnS（闪锌矿）型结构
S2-位于面心立方的结点位置，Zn2+交错地分布于立方体内 的1/8小立方体的中心，即S2-作面心立方密堆，Zn2+填充于1/2的 四面体空隙之中，CN均为4，Z=4。β -ZnS是由[ZnS4]四面体以 共顶的方式相连而成。
(最新整理)(完整版)常见的晶体结构
Zn2＋与 S2－的配位数均为：4
2021/7/26
29
闪锌矿与纤锌矿的结构区别：
[ZnS4]四面体层的配置情况不同
纤锌矿型：BeO、ZnO、AlN、CdS、GaAs等
2021/7/26
30
5、萤石（CaF2）型结构
（1）密堆积情况：
——立方晶系
Ca2＋ 离子面心立方堆积； F－离子填充八面体空隙； 晶胞分子数：Z=4； 晶胞中：4个八面体空隙
2021/7/26
49
鲍林第三规则──多面体共顶、共棱、共面规则，其内容是：“在一 个配位结构中，共用棱，特别是共用面的存在会降低这个结构的稳 定性。其中高电价，低配位的正离子的这种效应更为明显”。
Cl:00,1010,101,011 22 2 2 22
Na:00 1,10,010,111 22 2 222
晶胞常数：a0=2(r++r－)
2021/7/26
21
（3）配位数与配位多面体：
因为：
0.414 r0.10n2m 0.5 60.732 r 0.18 n1 m
所以，Na+的配位数为CN=6， Cl-的配位数CN=6
2021/7/26
4
（5）原子半径与点阵常数：
晶胞的3个棱边长度（a、b、c）与原子半径r 之间的关系，可由简单的几何知识求出。
面心立方结构（a=b=c）：
a2 a2 2r2r2
a2 2r
2021/7/26
5
（6）配位数：
CN=12
（7）致密度（堆垛密度）： K=0.74
（8）密度：
密度 ＝晶原 胞子 体 阿 晶 数 积 佛 胞 原加 子德 量 罗常
其一，判断晶体是否稳定；
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[课堂练习]
1、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是
A、晶体一定比非晶体的熔点高
B、晶体有自范性但排列无序
C
C、非晶体无自范性而且排列无序
D、固体SiO2一定是晶体 2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是AFra bibliotek熔沸点 B、硬度
C、颜色
D、x-射线衍射实验 D
二﹑晶胞
1.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞
《分子晶体与原子晶体》
交流·讨论
雪花、冰糖、食盐、水晶 和电木（酚醛树脂）这些固体 是否属于晶体？若不是晶体， 请说明理由。
观察与思考： 下列两种晶体有什么共同点？
干冰晶体结构
碘晶体结构
一、分子晶体
1、概念
构成晶体的粒子是分子，粒子 间以分子间作用力（范德华力， 氢键）相互作用的晶体叫分子晶 体。
◆
6、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶 胞)的结构.请回答： (1)该化合物的化学式为_C_a_T_i_O_3_. (2)在该化合物晶体中，与某个钛离 子距离最近且相等的其他钛离子共
有____6______个.
(3)设该化合物的相对分子质量为M， 密度为 ag / cm3 阿伏加德罗常数为
2、晶胞中原子个数的计算
晶胞中原子个数的计算
体心：1
面心:1/2
顶点:1/8
棱边:1/4
晶体空间结构
ClNa+
3
4
8
7
1
2
5
6
小结:晶胞对质点的占有率
立方晶胞
顶点： 1/8 棱边： 1/4
面心： 1/2
体心： 1
探究: 下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、金刚石
(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子?
思考与交流:
1.如何鉴别晶体和非晶体?
（1）性质差异——如外形、硬度、熔点、折 光率
（2）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固
体进行X-射线衍射实验。
[分组探讨]
2、某同学在网站找到一张玻璃的结构示意图如 图所示，这张图说明玻璃是不是晶体?为什么?
3、根据晶体物理性质的各向异性的特点，人们 很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举出一 些可能有效的方法鉴别假宝石吗?
的熔点）
3、晶体和非晶体的本质区别是什么？
★晶体的自范性即晶体能自发地呈现多面 体外形的性质。
3、晶体与非晶体的本质区别在于——
构成固体的粒子在三维空间里是 否呈现周期性的有序排列
思考:根据已有知识,举例说明如何
制得晶体?
4、晶体形成的途径： ①熔融态物质凝固. ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华). ③溶质从溶液中析出.
晶体结构与性质
晶体结构知识初步
一、晶体与非晶体
你知道固体有晶体和 非晶体之分吗？能否 举例说明？
胆
冰
矾
糖
晶
体
明
矾
晶
水
体
晶
水晶石
祖母绿
绿宝石
猫眼石
紫水晶
黄黄水水晶晶
NaCl晶体结构示意图：
ClNa+
金刚石晶体 结构示意图
干 冰 晶 体 结 构
玻璃结构示意图
B M
O
Si
晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图
NA，则晶体中钙离子与钛离子之间 的最短距离为_______.
7、如图是CsCl晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元） 已知晶体中2个最近的Cs+核间距离为acm，氯化铯 的相对分子质量为M，NA为阿佛加德
罗常数，则CsCl晶体的密度为
（单位：克/cm3）
A、8M/a3NA C、M/a3NA
B、a3M/8NA D、a3M/NA
1、什么是晶体？什么是非晶体？
定义：晶体——具有规则几何外形的固体
非晶体——没有规则几何外形的固体
2、晶体有什么特点和性质？
特点和性质： （1） 晶体有自范性（几何外形和内部质点排
列的高度有序性，非晶体没有） （2）晶体具有各向异性（非晶体不具有各向异
性） （3）晶体具有固定的熔点（非晶体不具有固定
A．AB C．AB3
B．A2B D．A2B3
◆
4、右面图形是石墨晶体的层面结构图， 试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的 共价键数和碳原子数是分别： A、6，6 B、2，4 C、2，3 D、3，2
◆
5、某离子晶体晶胞结构如右图所示，X位于立方体 的顶点， Y位于立方体的中心，晶体中距离最近的 两个X与一个Y形成的夹角∠XYX的角度为： A. 90° B. 60° C. 120° D. 109°28′
2.在上述晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞 之间是否存在空隙？
晶体结构 晶胞示意图
铜晶体
铜晶胞
金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图
NaCl晶体结构和晶胞
思考与交流:
上述铜晶体、金刚石、NaCl晶体的晶胞空间构形是怎 样的？
无隙并置
平行六 面体
思考： 铜晶胞含有4个铜原子，为什么不
是14个？
钠、锌晶胞都是：8×1/8+1=2； 碘：（8×1/8+6×1/2）×2=8； 金刚石：8×1/8+6×1/2+4=8。
◆
典例分析 例:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了 金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是 该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱 柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼 原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为
A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
典例分析
Mg原子的数目： 12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为
Mg2B
二﹑晶胞 1、概念：描述晶体结构的基本单元
叫做晶胞
2、晶胞中原子个数的计算
立方晶胞
顶点：1/8 棱边： 1/4 面心：1/2
体心： 1
3、如图所示晶体中每个阳离子A或阴离子B，均可被 另一种离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的化 学式为
蜂巢与蜂室
铜晶体
铜晶胞
晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻， 然而蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。
晶胞一般是平行六面体，整块晶体 可看作数量巨大的晶胞“无隙并置” 而成（晶胞间无间隙，平行排列）
CO2晶胞
NaCl晶体结构和晶胞
思考与交流:
1.上述铜晶体、金刚石、CO2晶体、NaCl晶 体的晶胞的空间构形呈什么形状？
◆
本节小结：
一、晶体与非晶体
1、定义：晶体——具有规则几何外形的固体 非晶体——没有规则几何外形的固体
2、特点和性质： （1） 晶体有自范性 （2）晶体具有各向异性 （3）晶体具有固定的熔点
3、晶体与非晶体的本质区别在于——构成固体的粒子 在三维空间里是否呈现周期性的有序排列
4、晶体形成的途径：
5、晶体和非晶体的鉴别