第八章 晶体结构

P
C
②A心格子（A）：结点分布（100）
一对面的中心。 ③B心格子（B）：结点分布（010） 一对面的中心。
A
B
体心格子（I）：结点分布角顶和体中心。 面心格子（Ｆ）：结点分布于角顶和三 对面的中心。
I
F
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（2）14种布拉维格子
原始格子(P) 底心格子(C) 体心格子(I) 面心格子(F) 三斜晶系 单斜晶系 P P C=P C I=P I=C F=P F=C
这些点所分布的空间位置称为等效位置。描述 等效点系时需说明重复点数，魏科夫符号、点位 置上的对称性和点的坐标等内容
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第三节 晶体结构类型与典型结构
1 晶体结构类型

依据：最强化学键的分布、原子或配位多面体联结的形式。
1）岛状（island） 结构中存在原子团，团内键强远大于团外。 如橄榄石（Mg，Fe）2（SiO4） 2）环状 (cycle) 结构中的配位多面体封闭成环。如绿柱石Be3Al2［Si6O18］ 3）链状 (chain) 强键单向分布。原子或配位多面体联结成链状，链间以弱键
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本章结束 第九章
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源自文库
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第四节 晶格缺陷
——是一种在晶体结构中的局部范围内，质点
排列偏离了格子构造规律的现象。

按其几何特点分为： 点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷
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1．点缺陷（point defect） 是发生在一个或若干个质点范围内所形成的晶格缺陷。
（1）空位
晶格中应有质点占据 的位置因缺失质点而 造成空位。
@ 晶体结构中相互平行的相同对 称要素有无穷多个。 @ 晶体结构中还出现了平移操作
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1.晶体的内部对称要素
宏观对称要素＋特有对称要素 （1）平移轴：平移重复——无意义
——假想直线，平移操作
（2）螺旋轴（screw axis）：ns
——假想直线，旋转 + 平移 操作
n： 轴次，1、 2、 3、 4、 6
斜方
低级 单斜 三斜
斜方格子
单斜格子 三斜格子
a ≠ b ≠ c α=β=γ=90°
a ≠ b ≠ c, α=γ=90° β＞90°
a ≠ b ≠ c, α ≠ β ≠ γ ≠ 90°
3
2. 14种布拉维格子
（1）4种基本格子类型
原始格子（P）：结点8个角顶上。
底心格子：角顶及某一对面的中心。 ①C心格子（C）；结点分布（001） 一对面的中心。
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2.空间群 space group
——晶体内部结构所有对称要素的组合。 空间群的国际符号：
格子类型 + 类似对称型的国际符号（简单+平移） 如 P21/m Fmmm Ibam
4（L4）———空间群 P4、P41、P42、P43、I4、I41
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3.等效点系（equipoints）
晶体结构中由一原始点经空间群中所 有对称要素的作用所推导出来的规则点系。



或较少强键相联。如辉石（Mg，Fe）2（Si2O6）、金红石TiO2
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4）层状 (sheet) 强键沿两度空间分布，原子或配位多面体联结成平面网层。层间以分子 键或其它弱键相联结。如石墨（C）
5）架状 (framwork) 强键在三度空间均匀分布，但配位多面体主要以共角顶联结，同一角顶 联结的配位多面体不超过两个，因而结构开阔。如α一石英（SiO2）
第八章 晶体结构
1. 14种布拉维格子 2. 晶体结构的对称性 3. 晶体结构类型与典型结构
5. 晶格缺陷
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第一节 十四种布拉维空间格子
1. 空间格子的划分
（1）划分原则
a. 反映固有的对称性； b. 棱与棱之间的直角关系 力求最多； c. 体积力求最小。
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（2） 各晶系空间格子的形状
等轴
四方
三方、六方
S: 旋转后平移距离的参数，<n 的自然数
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若沿螺旋轴方向的结点间距标记为T，则质 点平移的距离t应为（s/n）· T。
标准右旋
如21，2为轴次，最小基转角α＝180°， 平移距离t=1/2T
21 31 32 41 42 43 61 62 63 64 65
左旋31= 32 左旋41= 43
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21 31 32 41 42 43 61 62 63
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2．典型结构
等型结构：不同晶体对应质点的排列方式相同。
典型结构：等型结构以某一种晶体为代表而命名。
“NaCl型”结构——石盐（NaCl）、方铅矿（PbS）、
方镁石（MgO）等晶体的结构。
典型结构的“衍生结构”
——几何特征上与典型结构近似的晶体结构。
如 黄铁矿（FeS2）结构便可视为“NaCl型”结构的衍生结构。
面等。
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本章概要
1. 空间格子的划分原则；各晶系空间格子的特征（晶胞参数）； 4种基本格子类型和14种布拉维格子。 2. 晶体结构对称与外部对称的联系与区别；
晶体结构特有的对称要素和对称操作。
3. 空间群与等效点系概念；空间群国际符号的书写规律。 4. 晶体结构类型与典型结构分析。 5. 晶体中的缺陷类型 。
斜方晶系
四方晶系
P
P
C
I
I
F
F=I
C=P
与本晶系不 符
不符合六方 对称 与本晶系对 称不符
三方晶系
六方晶系 等轴晶系
P
P P
I=R
与空间格子 条件不符 I
F=R
与空间格子 条件不符 F
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四方底心格子转化为原始格子 等轴底心格子转化为面心格子

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第二节 晶体结构的对称性
1.晶体的内部对称要素特点
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（2）填隙 在晶体结构中正常排列的质 点之间，存在多余的质点填充 晶格空隙 。
（3）替位 杂质成分的质点代替了晶体 本身固有成分的质点，并占据 了被替代质点的晶格位置。
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2．线缺陷
在晶体内部结构中沿某条线（行列）方向上的周围局部范围
内所产生的晶格缺陷。它的表现形式主要是位错
3．面缺陷

有二维空间的缺陷称面缺陷(plane defect)，它们是指沿 晶格内或晶粒间某些面的两侧局部范围内所出现的晶格缺陷。 面缺陷包括平移表面、堆垛层错、界面（晶界、畴界）、相界
左旋31= 32
64
65
11
左旋41= 43
（3）.滑移面
（glide reflection plane） ——假想平面+直线，反映+平移操作
a滑移面 b滑移面 c滑移面

a、b、c为轴向滑移，滑移矢量分别为 a/2、b/2、c/2
n滑移面 d滑移面
n为对角线滑移，移距为（a+b）/2、 （a+c）/2、（b+c）/2、（a+b+c）/2等 d为金刚石型滑移，移距为（a+b）/4、 （a+c）/4、（b+c）/4、（a+b+c）/4
三方菱面体
斜方
单斜
三斜
4
晶族 高级
晶系 等轴 四方
格子类型 立方格子 四方格子 菱面体格子 六方格子
晶体常数
a=b=c, α=β=γ=90° a=b≠c, α=β=γ=90° a=b=c, α=β=γ=109 °28′16″ a=b ≠ c, α=β =90° γ =120 °
中级
三方
六方及 三方
6）配位型 (coordinate) 晶格中只有一种化学键，键在三度空间均匀分布。按配位多面体的类型 不同可分为：四面体配位型, 八面体配位型和混合配位型。配位多面体 之间可以共面、共棱或共角顶联结，同一角顶所联结的配位多面体不少 于3个。如金刚石（C） 7）分子型 (molecular) 晶体中的结构单位为中性分子，分子内部常以较强的共价键联结，分子 间以微弱的分子键即范德华力（the Van Der Weals bond）相联结。如 自然硫（S）