晶体结构基本知识
知识总结—— 晶体结构
第七章 晶体结构第一节 晶体的基本概念一、晶体概述固态物质按其组成粒子(分子、原子或离子等)在空间排列是否长程有序分成晶体（Crystal ）和非晶体（又称为无定形体、玻璃体等）两类。
所谓长程有序，是指组成固态物质的粒子在三维空间按一定方式周期性的重复排列，从而使晶体成为长程有序结构。
长程有序体现了平移对称性等晶体的性质。
与晶体相反，非晶体（Non-crystal ）内部的粒子(分子、原子或离子等)在空间排列不是长程有序的，而是杂乱无章的排列。
例如橡胶、玻璃等都是非晶体。
晶体内部各部分的宏观性质相同，称为晶体性质的均匀性。
非晶体也有均匀性，尽管起因与晶体不同。
晶体特有的性质是异向性、自范性、对称性、确定的熔点、X 光衍射效应、晶体的缺陷等。
对于长程有序的晶体结构来说，若了解了其周期性重复单位的结构及排列方式，就了解了整个晶体的结构。
可见，周期性重复单位对认识晶体结构非常重要。
在长程有序的晶体结构中，周期性重复的单位（一般是平行六面体）有多种不同的选取方法。
按照对称性高、体积尽量小的原则选择的周期性重复单位（平面上的重复单位是平行四边形，空间中的重复单位是平行六面体），就是正当晶胞，一般称为晶胞（Crystal cell ）。
二、晶胞及以晶胞为基础的计算1. 晶胞的两个要素晶胞是代表晶体结构的最小单元，它有两个要素：一是晶胞的大小、型式，晶胞的大小可由晶胞参数确定，晶胞的型式是指素晶胞或复晶胞。
二是晶胞的内容，是指晶胞中原子的种类和位置，表示原子位置要用分数坐标。
晶体可由三个不相平行的矢量a , b , c 划分成晶胞，适量a , b , c 的长度a , b , c 及其相互之间的夹角α, β, γ称为晶胞参数，其中α是矢量b 和c 之间的交角，β是矢量a 和c 之间的交角，γ是矢量a 和b 之间的交角。
素晶胞是指只包含一个重复单位的晶胞，复晶胞是指只包含一个以上重复单位的晶胞。
分数坐标是指原子在晶胞中的坐标参数(x , y , z )，坐标参数(x , y , z )是由晶胞原点指向原子的矢量r 用单位矢量a , b , c 表达，即r = x a + y b + z c如图所示晶体，小球和大球的分数坐标分别为 小球：)21,21,21( ),21,0,0( ),0,21,0( ),0,0,21( 大球：)21,21,0( ),21,0,21( ),0,21,21( ),0,0,0( 2. 以晶胞为基础的计算(1)根据晶体的化学式计算密度：D =ZM/N A V ，M 是晶体化学式的相对式量，Z 是一个晶胞中包含化学式的个数，V 是晶胞的体积，N A 是阿佛加德罗常数。
晶体结构知识
晶体结构
1.拉伐格子
布拉伐格子指的是多个点在空间格子的排列组合，任何晶体的宏观对称型都可以归结为其原子分布所对应的布拉伐格子的对称性。
三维空间的布拉伐格子总共有十四种，详见下表
2.晶系与布拉伐格子及空间点群的关系
晶系布拉伐格子所属点群
三斜晶系简单三斜C1, C i
单斜晶系简单单斜底心单斜C2 C s C2h
正交晶系简单正交底心正交体心正交面心正交D2 C2v D2h
三角晶系三角C3 C3i D3 C3v D3d
四方晶系简单四方体心四方C4 C4h D4 C4v D4h S4 D2d 六角晶系六角C6 C6h D6 C3v D6h C3h D2h 立方晶系简单立方体心立方面心立方T T h T d O O h
3.单质的晶体结构
单质的晶体结构
名称英文名称代号晶格类型晶系金属铜结构 metallic copper structure A1型面心立方晶格立方晶系
金属钠结构 metallic sodium structure A2型体心立方晶格立方晶系
金属镁结构 metallic magnesium structure A3型六方密排晶格六方晶系
金刚石结构 diamond structure A4型立方晶系
石墨结构graphite structure A9型六方晶系4.化合物的晶体结构。
晶体结构与性质知识总结
晶体结构与性质知识总结晶体是由原子、离子或分子组成的固体，它们按照一定的规则排列而形成的，在空间上具有周期性的结构。
晶体的结构与性质密切相关，下面对晶体的结构和性质进行总结。
一、晶体的结构：1.晶体的基本单位：晶体的基本单位是晶胞，它是晶格的最小重复单位。
晶胞可以是点状（原子）、离子状（离子）或分子状（分子）。
2.晶格：晶格是一种理想的周期性无限延伸的结构，它由晶胞重复堆积而成。
晶格可以通过指标来描述，如立方晶系的简单立方晶格用（100）、（010）和（001）来表示。
3.晶系：晶体按照对称性的不同可以分为立方系、四方系、正交系、单斜系、菱面系、三斜系和六角系等七个晶系。
4.点阵：点阵是晶胞中原子、离子或分子的空间排列方式。
常用的点阵有简单立方点阵、体心立方点阵和面心立方点阵。
5.晶体的常见缺陷：晶体中常见的缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷包括空位、间隙原子和杂质原子等；线缺陷包括晶体的位错和附加平面等；面缺陷包括晶体的晶界、孪晶和堆垛疏松等。
二、晶体的性质：1.晶体的光学性质：晶体对光有吸收、透射和反射等作用，这取决于晶格结构和晶胞的对称性。
晶体在光学显微镜下观察时，有明亮的晶体颗粒。
2.晶体的热学性质：晶体的热学性质主要包括热容、热传导和热膨胀等。
晶体的热传导性能与晶胞的结构和相互作用有关，不同晶体的热传导性能差异很大。
3.晶体的电学性质：晶体的导电能力与晶体的结构和化学成分密切相关。
一些晶体可以具有金属导电性，例如铜、银和金等；而其他晶体可以具有半导体或绝缘体导电性。
4.晶体的力学性质：晶体的力学性质涉及到晶体的刚性、弹性和塑性等。
晶体在受力作用下可能发生形变，这取决于晶格的结构和原子、离子或分子之间的相互作用力。
5.晶体的化学性质：晶体的化学性质取决于晶体的成分和结构。
晶体可能与其他物质发生化学反应，形成新的物质。
晶体的化学性质对其功能和应用具有重要影响。
综上所述，晶体的结构与性质密切相关。
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。
高中化学知识点详解晶体结构
高中化学知识点详解晶体结构晶体结构是高中化学中重要的知识点之一，它涉及到晶体的组成、排列和结构等方面。
本文将详细解析晶体结构的相关概念和特征。
晶体是由一定数量的原子、离子或分子按照一定的规律结合在一起形成的具有规则外观的固体物质。
晶体的结构对其性质和应用具有重要影响。
晶体结构可以通过实验方法和理论模型来研究和解释。
1. 晶体的基本组成晶体的基本组成单位分为晶体胞和晶胞内的基本组织。
晶体胞是晶格的最小重复单位，可以通过平移操作来无限重复整个晶体结构。
晶胞内的基本组织是晶体内的原子、离子或分子的排列方式。
2. 晶体的晶格类型晶体的晶格类型可以分为立方晶系、四方晶系、单斜晶系、正交晶系、三斜晶系、五类三方晶系和六斜晶系。
不同的晶格类型对应着晶胞的不同形状，给晶体带来了不同的结构和性质。
3. 晶体的点阵晶体的点阵是晶格具有的一个特征，它描述了晶体内的原子、离子或分子的排列方式。
点阵可以分为简单点阵、面心立方点阵和密堆积点阵。
不同的点阵结构给晶体带来了不同的物理和化学性质。
4. 晶体的组成晶体的组成可以分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体四种类型。
离子晶体由阳离子和阴离子按照一定的配位比例组成，共价晶体由原子通过共用电子而形成，金属晶体则是由金属原子通过金属键连接在一起，而分子晶体则是由分子通过范德华力相互作用形成。
5. 晶体的结构特征晶体的结构特征包括晶胞参数、平均密度、元素比例和晶胞中原子、离子或分子的具体排列方式等。
通过实验和理论模型的分析，可以确定晶体的结构特征，并进一步研究其性质和应用。
总结起来，晶体结构是由晶体胞和胞内基本组织构成的，晶格类型和点阵类型直接影响晶体的结构和性质。
晶体的组成类型包括离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体。
通过对晶体的结构特征的研究和分析，可以进一步揭示其性质和应用。
通过本文的详解，我们对高中化学中的晶体结构有了更深入的了解，希望对学习和掌握该知识点有所帮助。
晶体结构与性质知识点
第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识【知识点梳理】一、晶体与非晶体1、晶体与非晶体①晶体：是内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律做周期性重复排列构成的物质。
②非晶体：是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。
2、晶体的特征（1）晶体的基本性质晶体的基本性质是由晶体的周期性结构决定的。
①自范性：a．晶体的自范性即晶体能自发的呈现多面体外形的性质。
b．“自发”过程的实现，需要一定的条件。
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。
②均一性：指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的。
③各向异性：同一晶体构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异。
④对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。
在外形上，常有相等的对称性。
这种相同的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复，这就是对称性。
晶体的格子构造本身就是质点重复规律的体现。
⑤最小内能：在相同的热力学条件下，晶体与同种物质非晶体固体、液体、气体相比较，其内能最小。
⑥稳定性：晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。
⑦有确定的熔点：给晶体加热，当温度升高到某温度便立即熔化。
⑧能使X射线产生衍射：当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。
X射线的波长与晶体结构的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅，它能使X射线产生衍射。
利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要试验方法。
非晶体物质没有周期性结构，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
（2）晶体SiO2与非晶体SiO2的区别①晶体SiO2有规则的几何外形，而非晶体SiO2无规则的几何外形。
②晶体SiO2的外形和内部质点的排列高度有序，而非晶体SiO2内部质点排列无序。
③晶体SiO2具有固定的熔沸点，而非晶体SiO2无固定的熔沸点。
④晶体SiO2能使X射线产生衍射，而非晶体SiO2没有周期性结构，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
晶体结构知识点
晶体结构知识点晶体结构是凝聚态物理学中的重要基础概念，它描述了晶体内部的原子或离子排列方式。
晶体结构的研究对于理解物质性质以及材料科学的发展具有重要意义。
本文将介绍晶体结构的基本概念、常见的晶体结构类型以及晶体结构的表征方法。
一、晶体结构的基本概念晶体是一种具有高度有序排列的固体物质，其内部的原子、离子或分子按照一定的规则排列。
晶体结构主要包括晶胞、晶格、晶格常数和晶体中的基元等概念。
1. 晶胞晶胞是晶体结构中的最小重复单元，它是通过平移操作进行重复填充整个晶体空间的基本单位。
晶胞可以是立方体、正交体、单斜体、菱形体等不同形状。
2. 晶格晶格是由晶胞堆积形成的空间结构，描述了晶体内原子或离子排列的规则性、周期性和对称性。
晶格对称性的不同将决定晶体的晶系，包括立方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱形晶系、三斜晶系、四方晶系和六方晶系等。
3. 晶格常数晶格常数是指晶体结构中晶胞的参数，包括晶格常数a、b、c和晶胞间的夹角α、β、γ。
它们的数值可以通过实验测量或者计算得到，是描述晶体几何结构的重要参量。
4. 基元基元是指晶体结构中的最小组成单位，可以是原子、离子或分子。
晶胞中的所有基元通过晶格的平移操作进行重复填充，形成整个晶体。
二、常见的晶体结构类型根据晶体中原子、离子或分子的排列方式，可以将晶体结构分为多种类型。
以下介绍几种常见的晶体结构类型：1. 立方晶系最简单的晶体结构类型是立方晶系，其晶胞为正方体。
立方晶系包括简单立方晶体、体心立方晶体和面心立方晶体。
在简单立方晶体中，原子只位于晶胞的角点；在体心立方晶体中，除了角点上的原子，还有一个原子位于晶胞的中心；而在面心立方晶体中，除了角点上的原子，还有六个原子位于晶胞的六个面心。
2. 正交晶系正交晶系的晶胞为长方体，晶胞中的边长和夹角可以不相等。
正交晶系包括了许多工程材料，如金属、陶瓷等。
3. 六方晶系六方晶系是由六边形晶胞构成的晶体结构，其中晶胞的底面为六边形，晶胞高度可以与底面边长不同。
晶体结构基本知识
Wyckoff符号可以在 《International Tables for X－Ray Crystallography》Vol.1，1952
书中查询，也可以在网上数据库中查询。
5.4533 5.4533 5.4533 90 90 90
c a a ＋b
-42m, 4/mmm 晶胞形状： a＝b<>c
α＝ ＝＝90
六方晶系－Hexagonal
点群符号 各符号的方位
6，6
－62m，62，6/m
c a 2a＋b
6mm，6/mmm 晶胞形状： a＝b<>c
α＝ ＝90, ＝120
三方晶系－Rhombohedral
一般在晶体结构描述时，按六方晶格进行 描述，在此略过。
99 P4mm 100 P4bm 101 P42cm 102P42nm 103 P4cc 104 P4nc 105 P42mc 106 P42bc 107 I4mm 108 I4cm 109 I41md 110 I41cd 111 P-42m 112 P-42c 113 P-421m 114P-421c 115 P-4m2 116 P-4c2 117 P-4b2 118 P-4n2 119 I-4m2 120 I-4c2 121 I-42m 122 I-42d P4/mmm 124P4/mcc 125 P4/nbm 126 P4/nnc P4/mbm 128 P4/mnc 129 P4/nmm 130 P4/ncc P42/mmc 132 P42/mcm 133 P42/nbc 134 P42/nnm P42/mbc 136 P42/mnm 137 P42/nm c 138 P42/ncm I4/mmm 140 I4/mcm 141 I41/amd 142 I41/acd
物理高中晶体知识点总结
物理高中晶体知识点总结1. 晶体的结构晶体的结构主要有原子晶体、离子晶体、分子晶体和合金晶体。
原子晶体是由同一种原子组成，例如金属晶体；离子晶体是由正负离子组成，例如NaCl；分子晶体是由分子组成，例如甘油；合金晶体是由两种或两种以上不同的金属原子组成，例如青铜。
2. 晶体的晶格晶体的结构是由晶格和晶体的基本单位组成的。
晶格是晶体内部空间周期性排列的结构，晶格可以分为立方晶系、四方晶系、六方晶系、菱面晶系、单斜晶系、三斜晶系。
晶体的基本单位是指构成晶体的最小部分，可以是原子、离子或分子。
3. 晶胞和晶系晶体是由晶体的基本单位重复堆叠而成的。
晶胞是晶体结构最小的重复单元，不同的晶体结构形成不同的晶胞结构。
晶系是由晶胞的平行和垂直关系来确定的，晶系有七种：立方晶系、四方晶系、六方晶系、菱面晶系、单斜晶系、三斜晶系和三斜晶系。
4. 晶体的晶体类别晶体可以分为单晶、多晶和非晶体。
单晶是晶体中晶粒具有一定的形状和方向。
多晶是晶粒方向规则排列，但没有固定的晶粒形状。
非晶体是晶体没有任何长程周期性排列的结构，它的原子、离子或分子具有较弱的相互作用。
5. 晶体的衍射晶格的结构可以通过衍射现象进行分析。
当入射光波照射到晶体上时，晶格的周期性结构会导致光波的衍射现象，形成衍射图样。
通过观察衍射图样的规则性，我们可以得知晶体的结构。
6. 晶格的缺陷晶格中存在着一些缺陷，包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷包括空位缺陷、间隙原子、替位原子和杂质原子等；线缺陷包括位错和蠕滑体等；面缺陷包括晶界和位错堆垛等。
7. 晶体的物理性质晶体的物理性质包括晶体的热物性、光学性质、电学性质和力学性质等。
晶体的热物性质包括热膨胀、导热性和热容量等；光学性质包括吸收、散射和折射等；电学性质包括介电常数和电导率等；力学性质包括硬度、弹性模量和塑性等。
8. 晶体的应用晶体在电子学、光电子学、材料科学和生物科学等领域有着广泛的应用。
晶体材料可以用于制造半导体器件、激光器件、光学元件、电子元件和传感器等。
晶体几何学基础
晶体生长过程中，原子或分子的排列遵循一定的几何规律，形成规 则的空间结构。
晶体生长的动力学原理
晶体生长速度受控于结晶界面上的原子或分子迁移速率，以及结晶 界面的稳定性。
晶体生长方法
01
02
03
溶液法
通过控制溶液的浓度、温 度等条件，使晶体在溶液 中自发结晶。
熔体法
将原料加热至熔化，然后 缓慢冷却至结晶温度，使 晶体从熔体中析出。
晶体几何学基础
目录
• 晶体结构基础 • 晶体对称性 • 晶体几何形态 • 晶体光学性质 • 晶体物理性质 • 晶体化学键合 • 晶体生长与制备
01
CATALOGUE
晶体结构基础
晶体结构定义
01
晶体结构定义
晶体结构是指晶体中原子或分子 的排列方式，以及原子或分子间 的相互作用关系。
02
03
空间格子
ห้องสมุดไป่ตู้性质
单晶体形态具有高度的对称性，其内部原子或分子排列呈现规律性 ，导致单晶体具有独特的物理和化学性质。
多晶体形态
定义
多晶体是由许多小的单晶体聚集 而成的集合体，其形态通常不规
则。
形成方式
多晶体形态的形成方式与结晶过程 有关，由于结晶过程中原子或分子 的排列方向不同，导致多晶体形态 各异。
性质
多晶体形态的物理和化学性质通常 表现为各向异性，即不同方向上性 质不同。
气相法
通过控制气体成分和温度 ，使原料在气相中反应并 结晶。
晶体制备技术
人工合成法
通过化学反应或物理过程，在实验室内制备晶体 。
天然采集法
从自然界中采集已形成的天然晶体。
晶体生长技术
利用各种晶体生长方法，在实验室内或工业生产 中制备晶体。
晶体结构基础知识
体密度（已知NiO摩尔质量为74.7g·mol-1)
解：在该晶体中最小正方体中所含的
Ni2+、O2－个数均为:4× 1 = 1 （个）
82
即晶体中每个小正方体中平均含有
1
个
2
NiO.其质量为: 74.7g × 1
6.02×1023 2
按带心型式分类，将七大晶系分为14种型
式。例如，立方晶系分为简单立方、体心(tǐ 立 xīn) 方和面心立方三种型式。
第十六页，共七十三页。
晶格(jīnɡ ɡé)的14种型 式
简单(jiǎndān)立 方
体心(tǐ xīn)立 方
面心立方
简单四方 体心四方
简单六方第十ຫໍສະໝຸດ 页，共七十三页。简单菱形简单(jiǎndān)正交底心正交
完全属于该 立方体
第三十四页，共七十三页。
小结 运(xi用ǎoji晶é)：胞可以将复杂的问题简单化，求晶体中微粒个数
比步骤如下： （1）找到晶体的最小重复(chóngfù)单元——晶胞： （2） 分析晶胞中各微粒的位置：
位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有1/8；
位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有1/4；
凝华(nínghuá)
硫（单斜硫）
S8
碘 I2
第九页，共七十三页。
水溶液析晶 CuSO4· 5H2O
晶体(jīngtǐ)的显微照片
第十页，共七十三页。
一、晶 体
晶体的宏观特征：
自范性：晶体能够自发地呈现封闭的规则的外形。 对称性：晶体理想外形中常常呈现形状和大小相同(xiānɡ tónɡ) 的等同晶面。 均一性：质地均匀，具有确定的熔点。 各向异性：晶体的一些物理性质因晶体取向不同而异。
2-1晶体结构的基本知识
3 纯金属的晶体结构
（4）致密度K和配位数：
①致密度K：
4 3 3 4 ( a) nv 3 4 fcc : K 0.74 3 V a
4 3 3 2 ( a) nv 3 4 bcc : K 0.68 3 V a
4 a 3 6 ( ) nv 3 2 hcp : K 0.74 V 3a 1 [a 6] 1.633a 2 2
2 晶格常数与晶系
①三斜晶系（A.简单三斜）
②单斜晶系（B.简单单斜、C.底心单斜）
布 拉 菲 点 阵
③正交晶系（D.简单正交、E.底心正交、F.体心正交、 G.面心正交）
④四方晶系（H.简单四方、I.体心四方）
⑤菱方晶系（J.简单菱方）
⑥六方晶系（K.简单六方） ⑦立方晶系（L.简单立方、M.底心立方、N.面心立方）
由于处于晶胞顶角和周围面上的原子和其它晶胞所共有， 只有晶胞内部的原子才为晶胞所独有。
所以单个晶胞内的原子个数n为：
1 1 hcp : n 12 2 3 6 6 2 1 bcc : n 8 1 2 8
1 1 fcc : n 8 6 4 8 2
<111>晶向，所以原
子半径为
3 a 4
N.面心立方 M.体心立方
K.密排六方
hcp:最密排方向为 11 2 0 晶向，所以原子半径为 1 a 2
3 纯金属的晶体结构
（4）致密度K和配位数：
不同晶体结构类型的晶格，其内部排列紧密程度不同，通 常用致密度和配位数来描述原子排列的紧密程度。 ①致密度K：指晶胞中所有原子体积之和与晶胞体积之比。 K=n.ν/V n为一个晶胞内的原子个数， ν为一个原子的体积，V为 晶胞的体积。
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
化学知识点总结——晶体
化学知识点总结——晶体晶体是一种具有规则的、有序排列的、有固定几何形状的固体物质。
晶体的研究是化学的一个重要分支，对于了解物质的性质以及在材料科学、地球科学等领域有着重要的应用价值。
以下是有关晶体的一些基本知识点。
1.晶体结构：晶体的结构通常由原子、离子或分子的有序排列方式决定。
常见的晶体结构有离子晶体、共价晶体和分子晶体。
其中，离子晶体由正负离子通过离子键互相结合而成；共价晶体由共享电子键互相结合而成；分子晶体由分子之间的分子键互相结合而成。
2.晶格：晶体的结构可以看作是由重复单元构成的三维排列方式。
这个重复单元称为晶胞，晶胞中的原子或离子称为晶格点。
晶格是由晶胞堆积而成的无限延伸的结构。
晶格的类型可以通过晶体的晶系来描述，包括立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱晶系和三斜晶系。
3.晶体的性质：晶体的性质受其结构和组成物质的性质的影响。
晶体的硬度、熔点、导电性、光学性质等都与其晶体结构有关。
例如，离子晶体的硬度通常较大，由于离子之间的离子键的强度较高；金属晶体的热导率较高，由于金属晶体中的电子具有较高的自由移动性。
4.晶体生长：晶体通过从溶液、熔融物或气态中沉淀出来进行生长。
晶体生长是一个既复杂又独特的过程，其中包括核化、电镀和扩散。
在理想情况下，晶体生长过程中的各个晶胞应具有相同的形状和尺寸，但在实际生长过程中，晶体的形状和尺寸可能会发生变化。
5.晶体缺陷：晶体中存在着各种缺陷，如点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷是原子、离子或分子在晶格中的缺失、替代或附加，包括空位、间隙原子、杂质原子等。
线缺陷是在晶体中存在着位错，即晶格的错位或错配。
面缺陷是晶体表面的集合，包括平面缺陷和界面缺陷。
6.X射线衍射：X射线衍射是研究晶体结构的一种重要方法。
通过将X射线束照射到晶体上，并测量出X射线经过晶体后的衍射图案，可以推断出晶体的结构信息。
这是因为X射线与晶体中的原子、离子或分子发生相互作用，产生干涉现象，形成衍射峰。
晶体知识点总结归纳
晶体知识点总结归纳一、晶体结构1、晶体的周期性结构晶体的原子或者分子按照一定的规则排列，形成周期性的结构。
这种周期性结构能够使得晶体在空间中呈现出一定的几何形状，比如正方体、六棱柱等。
晶体的周期性结构是晶体学的基础，它决定了晶体的物理性质和化学性质。
2、晶体的晶胞晶体的周期性结构可以用一个最小的单位来描述，这个单位就是晶胞。
晶胞是一个由原子或者分子组成的空间结构，它能够通过平移操作重复填充整个晶格。
晶胞的几何形状可以是立方体、正六边形、正八面体等。
晶胞之间的排列方式可以分为立方晶系、四方晶系、正交晶系、六方晶系、单斜晶系和三斜晶系六种。
3、晶体的结构体系晶体学根据晶体的结构特点将晶体分为七种结构体系：三斜晶系、单斜晶系、正交晶系、六方晶系、三方晶系、四方晶系和立方晶系。
每种结构体系又可以进一步细分为不同的晶体族和晶体面。
4、晶体的晶面和晶向在晶体的结构中，晶面和晶向是两个非常重要的概念。
晶面是晶体中原子或者分子排列的平行表面，它通过Miller指数来进行描述。
晶向是晶体中原子或者分子排列的方向，它通过晶向指数来进行描述。
晶面和晶向的概念对于描述和理解晶体的外观和物理性质有着重要的作用。
5、晶体的点阵和空间群晶体的周期性结构可以用点阵和空间群来描述。
点阵是晶体结构中最小的重复单元，它能够通过平移操作重复填充整个晶格。
空间群是晶体结构中具有平移、旋转和镜像对称性的一种对称操作。
点阵和空间群的描述能够完整地描述晶体的结构和对称性。
二、晶体的生长1、晶体生长的方式晶体生长是晶体学中一个非常重要的研究领域，它研究的是晶体是如何从溶液或者气态中长大的。
晶体生长的方式包括溶液生长、气相生长和固相生长三种。
溶液生长是晶体从溶液中长大的过程，这是晶体生长中最常见的一种方式。
气相生长是晶体从气态中长大的过程，它常用于生长单晶膜和纳米颗粒。
固相生长是晶体从固态中长大的过程，它常用于生长大尺寸的单晶材料。
2、晶体生长的控制晶体生长的过程受到各种因素的影响，比如温度、浓度、界面能等。
金属的晶体结构知识点总结
金属的晶体结构知识点总结一、晶体结构的基本概念1. 晶体及其性质晶体是由原子、离子或分子按一定的顺序排列而成的，具有周期性结构的固体。
晶体内部的原子、离子或分子按照规则排列，形成了晶体的结晶面、晶格点、结晶方位等。
晶体具有明显的外部形状和内部结构，具有特定的物理、化学性质。
晶体根据其结构的不同可以分为同质晶体和异质晶体。
2. 晶体结构晶体结构是指晶体内部的原子、离子或分子的排列方式和规律。
根据晶体内部原子、离子或分子的排列方式的不同，晶体结构可以分为点阵型、面心立方型、体心立方型等。
3. 晶体的组成晶体的组成通常是由晶格单元和晶格点构成的。
晶格单元是晶体的最小重复单元，晶格点是晶体内部原子、离子或分子所占据的位置。
4. 晶体的晶格晶格是晶体内部原子、离子或分子排列形成的几何形状。
晶格可以分为点阵型、面心立方型、体心立方型等。
5. 晶体的晶系晶体根据晶体中晶格的对称性可将其分为七个晶系，包括三角晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱形晶系、正菱形晶系和立方晶系。
6. 晶体的晶向和晶面晶体中的晶向和晶面是用来描述晶体内部结构的概念。
晶向是晶体内部原子排列的方向，晶面是晶体内部原子排列的平面。
7. 晶格常数晶格常数是用来描述晶体晶格尺寸大小的物理量。
晶格常数通常表示为a、b、c等，表示晶体中晶格点之间的距离。
二、金属的晶体结构1. 金属的结晶特点金属是一类具有典型金属性质的固体物质，具有较好的导电性、热导性、延展性和塑性等。
金属的晶体结构对其性质有着显著的影响。
2. 金属的晶体结构类型根据金属晶体内部原子排列的方式和规律，金属的晶体结构可分为面心立方结构、体心立方结构和密堆积结构等。
3. 面心立方结构（FCC）面心立方结构是一种典型的金属晶体结构类型，其中晶格点位于立方体的六个面的中心和顶点。
面心立方结构的晶体具有较好的密度和变形性能，常见于铜、铝、银、金等金属中。
4. 体心立方结构（BCC）体心立方结构是一种典型的金属晶体结构类型，其中晶格点位于立方体的顶点和中心。
晶体知识点归纳
晶体知识点归纳一、晶体的概念。
1. 定义。
- 晶体是具有规则几何外形的固体。
晶体内部的微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律做周期性重复排列。
例如，食盐（NaCl）晶体是立方体形状，冰晶体呈六角形的片状等。
2. 与非晶体的区别。
- 外形。
- 晶体有规则的几何外形，如石英晶体呈六棱柱形，而非晶体没有规则的几何外形，如玻璃。
- 微观结构。
- 晶体内部微粒在三维空间里呈周期性有序排列，非晶体内部微粒排列相对无序。
例如，通过X - 射线衍射实验可以发现晶体能产生明锐的衍射斑点，这表明晶体内部结构的周期性，而非晶体则没有这种明锐的衍射斑点。
- 物理性质。
- 晶体具有固定的熔点，在熔化过程中温度保持不变，如冰在0℃时熔化，在熔化过程中温度始终为0℃。
非晶体没有固定的熔点，加热时会先变软，然后逐渐熔化，如玻璃加热时会慢慢变软，没有固定的熔化温度。
二、晶体的分类。
1. 离子晶体。
- 构成微粒：阴、阳离子。
例如，NaCl晶体由Na⁺和Cl⁻构成。
- 微粒间作用力：离子键。
离子键是阴、阳离子之间的静电作用，包括静电引力和静电斥力。
- 物理性质。
- 硬度较大，如NaCl晶体硬度较大，可以划伤一些较软的物质。
- 熔点较高，因为离子键较强，破坏离子键需要较多的能量。
例如，CaO的熔点高达2614℃。
- 多数离子晶体易溶于水，在水溶液或熔融状态下能导电，因为离子晶体在这些状态下有自由移动的离子。
如NaCl在水溶液和熔融状态下都能导电。
2. 分子晶体。
- 构成微粒：分子。
例如，干冰（CO₂）晶体由CO₂分子构成。
- 微粒间作用力：分子间作用力（范德华力），部分分子晶体中还存在氢键（如冰中的氢键）。
分子间作用力比化学键弱得多。
- 物理性质。
- 硬度较小，如干冰晶体很容易被压碎。
- 熔点较低，因为分子间作用力较弱，容易被破坏。
例如，冰的熔点为0℃，干冰的熔点为 - 56.6℃。
- 分子晶体一般不导电，因为在固态和液态时没有自由移动的离子或电子。
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1）布拉维格子的形态（晶胞的形态）
立方：a0＝b0＝c0；α＝β＝γ＝90°。 四方：a0＝b0≠c0；α＝β＝γ＝90°。 六方及三方： a0＝b0≠c0；α＝β＝90°，γ＝120°。 三方（菱面体，R）： a0＝b0＝c0；α＝β＝γ≠90°， 60°，109°28＇16＂。 斜方：a0≠b0≠c0；α＝β＝γ＝90°。 单斜：a0≠b0≠c0；α＝γ＝90°，β＞90°。 三斜：a0≠b0≠c0；α≠β≠γ≠90°。
99 P4mm 100 P4bm 101 P42cm 102P42nm 103 P4cc 104 P4nc 105 P42mc 106 P42bc 107 I4mm 108 I4cm 109 I41md 110 I41cd 111 P-42m 112 P-42c 113 P-421m 114P-421c 115 P-4m2 116 P-4c2 117 P-4b2 118 P-4n2 119 I-4m2 120 I-4c2 121 I-42m 122 I-42d P4/mmm 124P4/mcc 125 P4/nbm 126 P4/nnc P4/mbm 128 P4/mnc 129 P4/nmm 130 P4/ncc P42/mmc 132 P42/mcm 133 P42/nbc 134 P42/nnm P42/mbc 136 P42/mnm 137 P42/nm c 138 P42/ncm I4/mmm 140 I4/mcm 141 I41/amd 142 I41/acd
对称轴的分布：
对称面的分布：
滑移面的分布(n)：1/2(a+c)
滑移面的分布(n)：1/2(a+b)
空间群投影：
4.
等效点系 (Space Group)
利用一个空间群中所有对称要素的操作， 由一个原始点推导出来的规则点系称为等 效点系。 一个等效点系在一个晶胞中的点数称为 该等效点系的重复点数。 每一个空间群的等效点系皆有专门的符 号表述，该符号称为Wyckoff符号。
3.
空间群 (Space Group)
内部对称要素的组合。 比如，点群m-3m，对应的空间群有： Pm-3m, Pn-3n, Pm-3n, Pn-3m, Fm-3m Fm-3c, Fd-3m, Fd-3c, Im-3m, Ia-3d 总共有230种空间群，对应有1——230的 编号。
晶系
三斜晶系 Triclinic 1
在立方晶系 中，若在立方格 子中的一对面中 心安置结点(如 图)，则格子的 对称程度立即降 低成四方对称， 所以，立方晶系 中不能存在立方 底心格子。
以上表明：在晶体结构中只可能出现14 种空间格子，即14种布拉维格子。
原始格子P 三斜晶系 单斜晶系 斜方晶系 四方晶系 三方晶系 六方晶系 立方晶系
晶体结构基本知识
——晶体的对称及空间群——
1.
单位晶胞 (unit cell)
晶体三维周期重复的最小单位，并且可 以在晶胞范围包含所有的晶体对称要素—— 对称面（滑移面）、对称中心、对称轴 （螺旋轴）。
2.
32点群 (point symmetry)
三斜晶系－Triclinic 点群符号 1 －1 晶胞形状：轴长不相等，轴角不相等 各符号的方位 c轴方向
单斜晶系－Monoclinic
点群符号 各符号的方位
2
m
b轴方向
2/m 晶胞形状： a<>b<>c
α＝＝90，<>90
斜方晶系－Orthohombic
点群符号 各符号的方位
222
mm
a b c
mmm 晶胞形状： a<>b<>c
α＝ ＝＝90
四方晶系－Tetrogobal
点群符号 各符号的方位
Wyckoff符号可以在 《International Tables for X－Ray Crystallography》Vol.1，1952
书中查询，也可以在网上数据库中查询。
5.4533 5.4533 5.4533 90 90 90
等轴晶 30 43（432）
系 Cubic 31 -43m
32 m3m
点群国际符号中描述晶体对称的三个方位(与空间点群相)
等轴 四方 六方 斜方 单斜 三斜
c c c a b c
a+b+c a a b
a+b a+b 2a+b c
思考：Fd-3m
P42/mnm
对称要素的方位？
D4h14-P42/mnm的晶系、格子类型、对称 要素方位如何？
四方晶系 Tetragonal
13
4mm
14
-42m
15
123 127 4/mmm 131 135 139
晶系
点群
空间群
16
17 三方晶系 Rhombohedral 18 19 20
3
-3 32 3m -3m
143 P3 144 P31 145 P32 146 R3
147 P-3 148 R-3 149 P312 150 P321 151 P3112 152 P3121 153 P3212 154 P3221 155 R32 156 P3m1 157 P31m 158 P3c1 159 P31c 160 R3m 161 R3c 162 P-31m 163 P-31c 164 P-3m1 165 P-3c1 166 R-3m 167 R-3c
2 3
点群
1
-1 2 m 2/m 222
空间群
1 P1
2 P-1 3 P2 6 Pm 4 P21 7 Pc 5 C2 8 Cm 9 Cc
单斜晶系 4 Monoclini c 5 6
10 P2/m 11 P21/m 12 C 2/m 15 C 2/c
13 P 2/c 14 P 21/c
16 P222 17 P2221 18 P21212 19 P212121 20 C2221 21 C222 22 F222 23 I222 24 I212121
4，－4
42，4/m，4mm
c a a ＋b
-42m, 4/mmm 晶胞形状： a＝b<>c
α＝ ＝＝90
六方晶系－Hexagonal
点群符号 各符号的方位
6，－6
－62m，62，6/m
c a 2a＋b
6mm，6/mmm 晶胞形状： a＝b<>c
α＝ ＝90, ＝120
三方晶系－Rhombohedral
21
22 23 六方晶系 Hexagonal
6
-6 6/m
168 P6 169 P61 170 P65 171 P62 172 P64 173 P63
174 P-6 175 P6/m 176 P63/m 177 P622 178 P6122 179 P6522 180 P6222 181 P6422 182 P6322 183 P6mm 184 P6cc 185 P63cm 186 P63mc 187 P-6m2 188 P-6c2 189 P-62m 190 P-62c 191 P6/mmm 192 P6/mcc 193 P63/mcm 194 P63/mmc
晶系
点群
空间群
9 10 11 12
4 -4 4/m 42(422)
75 P4 76 P41 77 P42 78 P43 79 I4 80 I41 81 P-4 82 I-4 88 I41/a
83 P4/m 84 P42/m 85 P4/n 86 P42/n 87I 4/m
89 P422 90 P 4212 91 P4122 92 P41212 93 P4222 94 P42212 95 P4322 96 P43212 97 I422 98I4122
207 P432 208 P4232 209 F432 210 F4132 211 I432 212 P4332 213 P4132 214 I4132 215 P-43m 216F -43m 217 I-43m 218P-43 n 219 F-43c 220 I-43d 221 Pm-3m 222 Pn-3n 223 Pm-3n 224Pn-3m 225 Fm-3m 226 Fm-3c 227 Fd-3m228F d-3c 229 Im-3m 230 Ia-3d
7 斜方晶系 Orthoho mbic 8
mm(m m2)
25 Pmm2 30 Pnc2 35 Cmm2 40 Ama2 45 Iba2
26 Pmc21 27 Pcc2 28 Pma2 29 Pca21 31Pmn21 32 Pba2 33 Pna21 34 Pnn2 36 Cmc21 37 Ccc2 38 Amm2 39Abm2 41 Aba2 42 Fmm2 43 Fdd2 44Imm2 46 Ima2
立方
四方
六方
三方
斜方
单斜
三斜
2）布拉维格子中结点的分布 在平行六面体中，结点只有4种可能的分布， 与之对应的有4种格子类型。
原始格子
底心格子
体心格子
面心格子
3）14种布拉维格子 既然平行六面体有7种形状和4种格子类型，为什么不是 7×4=28种空间格子而只有14种呢？这是因为某些类型的格子彼 此重复并可转换，还有一些不符合某晶系的对称特点而不能在 该晶系中存在。现举几例说明。
mmm
47 Pmmm 48 Pnnn 49 Pccm 50 Pban 51 Pmma 52 Pnna 53 Pmna 54 Pcca 55 Pbam 56 Pccn 57 Pbcm 58 Pnnm 59 Pmmn 60 Pbcn 61 Pbca 62 Pnma 63 Cmcm 64 Cmca 65 Cmmm 66 Cccm 67 Cmma 68Ccca 69 Fmmm 70 Fddd 71 Immm 72Ibam 73 Ibca 74 Imma