晶体基本性质优秀课件
合集下载
晶体的结构和性质课件
晶体的化学性质
晶体在特定条件下可以发 生化学反应，参与催化和 合成等重要化学过程。
晶体的力学性质
晶体的力学性质决定了晶 体的强度和变形特性，在 工程领域有重要应用。
晶体的应用
1
半导体材料
晶体在半导体领域有广泛应用，包
晶体管和集成电路
2
括集成电路和太阳能电池。
晶体管和集成电路的发明使得电子
技术得以飞速发展。
晶体的结构和性质
本课件介绍了晶体的结构和性质。包括晶体的概念和分类，晶体的周期性结 构和晶胞，晶体的点阵和空间群，晶体的物理、化学和力学性质，以及晶体 的应用。
晶体的概念和分类
Hale Waihona Puke 晶体的定义晶体是具有周期性结构的固体材料，由原 子、离子或分子按照一定规律排列而成。
晶体的分类
晶体可以根据化学成分、晶体形态和晶体 结构等特征进行分类。
3
晶体振荡器和滤波器
晶体振荡器和滤波器是电子设备中
医用晶体材料
4
关键的频率控制元件。
晶体材料在医学领域用于制作医疗 设备，如X光片和超声传感器。
结束语
晶体在现代科技中扮演着重要的角色，推动了许多领域的发展。展望未来，晶体的应用前景仍然 广阔。
晶体的结构
晶体的周期性结构
晶体具有高度有序的周期性 结构，使其具有特定的物理 和化学性质。
晶体的晶胞和晶格
晶体的结构是由晶胞和晶格 组成的，晶胞是最小重复单 元。
晶体的点阵和空间群
晶体的点阵和空间群描述了 晶体的几何特征和对称性。
晶体的性质
晶体的物理性质
晶体具有独特的光学、热 学和电学性质，可以应用 于光学器件、导热材料和 电子元件。
高中化学-3-1晶体结构和性质(晶体常识)优秀课件
8×1/8+6×1/2+4=8
举一反三·分析 NaCl晶胞中氯离子和钠离子的个数
Cl- 顶点： ( 1/8 ) 8 = 1，
面心 ： ( 1/2 ) 6 = 3 ， 共4个
Na+ 棱上 ： ( 1/4 ) 12 = 3 ，
体心 ： 1 共4个
NaCl晶胞 ----Na+ ---- Cl-
2、推算晶体的化学式
思考与交流
1、某同学在网站上找到一张
玻璃的结构示意图，如右图，
这张图说明玻璃是不是晶体？
为什么？
玻璃的结构示意图
不是，质点不是有序排列
2、根据晶体的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 举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？
(四)鉴别晶体和非晶体
〔1〕性质差异 ------外形、硬度、熔点、折光率等
顶点：1/8
位于顶点上的粒子为8个小立方体所共有，每个 立方体拥有其1/8
棱心：1/4
位于棱心上的离子为4个小立方体所 共有，每个立方体拥有其1/4
面心： 1/2
位于面心上的离子为2个小立方体所 共有，每个立方体拥有其1/2
体心：1
位于体心上的离子为1个小立方体所 有，每个立方体拥有1个离子
立方晶胞对粒子〔质点〕的占有率：
----求晶体中微粒个数最简整数比
例题1 下图所示是晶体结构中具有代表性的最小重 复单元（晶胞）的排列方式，其对应的化学式正确的
是（图中：O-X，●-Y，○-Z）（ ）C
XY
X3Y
XY3Z
例题 2 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。如下图的是该化合物 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。 那么该化合物的化学式可表示为( )
《晶体结构和性质》课件
2 光学特性
晶体可以表现出不同的光学效应，如双折射 和干涉。
3 热学性质
晶体对温度变化的响应，包括热胀冷缩和热 导率。
4 电学特性
晶体具有不同的电导性、电介质性和压电体类型 离子晶体 共价晶体 金属晶体 分子晶体
原子结构 正负离子排列 共用、局部或全局共轭键 阳离子和电子云共享 分子间的弱范德华力
键型 离子键 共价键 金属键 范德华键
晶体的力学性质和热学性质
1
力学性质
晶体的强度、脆性和弹性。
热学性质
2
晶体的热膨胀、热导率和热扩散。
3
电学性质
晶体的电导性和介电性。
金属晶体
由阳离子的原子核与电子云共享而成，具有良 好的导电性和延展性。例如：铁。
共价晶体
由共用、局部或全局共轭键连接而成，具有高 硬度和高熔点。例如：金刚石。
分子晶体
由分子间的弱范德华力相吸结合而成，具有低 熔点和溶解性。例如：葡萄糖。
常见晶体结构的特点和应用领域
钻石晶体结构
金属晶体结构
由纯碳形成的立方晶系结构，具有高硬度和透明度， 主要用于珠宝制作。
由金属元素形成的晶体结构，具有良好的导电性和 延展性，广泛应用于制造业。
离子晶体结构
由正负离子按比例排列形成的晶体结构，具有高熔 点和电导性，用于制造陶瓷和玻璃。
分子晶体结构
由分子间的弱范德华力结合而成的晶体结构，用于 食品和制药行业。
晶体的性质和物理特征
1 硬度
晶体的强度特征，取决于原子间键的强度和 排列方式。
《晶体结构和性质》PPT 课件
晶体结构和性质简介
晶体的定义和特点
• 晶体是由高度有序的原子、离子、或分子组成的固体。 • 具有规则的几何形状和平整的平面。 • 晶体呈现独特的物理与化学性质。 • 晶体结构中的最小重复单元称为晶胞。
高二化学精品课件 晶体的结构与性质
如：卤素，稀有气体，氧气，CO，CO2，NH3， 卤化氢等都形成分子晶体。
15
b、代表晶体 CO2
干冰的晶体结构图(一) 16
返回
干冰的晶体结构图(二)
可见:每个二氧化碳分子周围有 12 个二氧化碳分子
17
返回
c、分子晶体的物理特性：
决定因素：构成晶体的分子间作用力的大小
①较低的熔沸点
②较小的硬度
③在熔融和固态时都不导电
④溶解性，不同的分子晶体存在较大的差异
相似相溶原理：非极性溶质一般能溶于非极
性溶剂，极性溶质一般能溶
于极性溶质
18
2、分子间作用力和氢键 a、定义： 分子间存在的作用力又叫范德华力。
分子间力要比化学键弱得多 b、影响分子间作用力的主要因素：
相对分子质量 c、分子间作用力的大小对物质的熔沸点的影响：
• 定义： 这种相邻原子通过共价键结合而形成
空间网状结构的晶体，叫做原子晶体。
原子晶体的物理性质： 熔沸点很高，硬度很大，难溶于水，一般不导电。
常见的原子晶体： 金刚石、金刚砂（SiC）、晶体硅、石英（SiO2）
23
Si o
共价键
24
109º28´ 共价键
返2回5
石墨的晶体结构图
26
返回
不同晶体类型熔沸点高低的判断：
离子晶体：离子半径越小，所带电荷越多，离子键越牢固，
熔沸点越高。
NaCl与MgCl2
NaCl<MgCl2
原子晶体：原子半径越小，共价键键能越大，熔沸点越高。
Si，SiO2，SiC
SiO2>SiC > Si
分子晶体：结构相似的分子，分子量越大，分子间作用力
越大，熔沸点越高。
15
b、代表晶体 CO2
干冰的晶体结构图(一) 16
返回
干冰的晶体结构图(二)
可见:每个二氧化碳分子周围有 12 个二氧化碳分子
17
返回
c、分子晶体的物理特性：
决定因素：构成晶体的分子间作用力的大小
①较低的熔沸点
②较小的硬度
③在熔融和固态时都不导电
④溶解性，不同的分子晶体存在较大的差异
相似相溶原理：非极性溶质一般能溶于非极
性溶剂，极性溶质一般能溶
于极性溶质
18
2、分子间作用力和氢键 a、定义： 分子间存在的作用力又叫范德华力。
分子间力要比化学键弱得多 b、影响分子间作用力的主要因素：
相对分子质量 c、分子间作用力的大小对物质的熔沸点的影响：
• 定义： 这种相邻原子通过共价键结合而形成
空间网状结构的晶体，叫做原子晶体。
原子晶体的物理性质： 熔沸点很高，硬度很大，难溶于水，一般不导电。
常见的原子晶体： 金刚石、金刚砂（SiC）、晶体硅、石英（SiO2）
23
Si o
共价键
24
109º28´ 共价键
返2回5
石墨的晶体结构图
26
返回
不同晶体类型熔沸点高低的判断：
离子晶体：离子半径越小，所带电荷越多，离子键越牢固，
熔沸点越高。
NaCl与MgCl2
NaCl<MgCl2
原子晶体：原子半径越小，共价键键能越大，熔沸点越高。
Si，SiO2，SiC
SiO2>SiC > Si
分子晶体：结构相似的分子，分子量越大，分子间作用力
越大，熔沸点越高。
《晶体的结构和性质》PPT课件
2
3
2a3 8 2r3
V球243 r3 (晶胞2个 中)球 有
V球V晶胞 10% 074.05%
A1型堆积方式的空间利用率计算
解： V晶胞
a3
32 2
r3
晶胞中含 4个球 :
V球
4
4 r3
3
空间利用率 V球 V晶胞 74 .05 %
2.体心立方密堆积（A2）
• A2不是最密堆积。每个球有八个最近的配体
==90°, =120°
c
c
ba
a b
单斜 Monoclinic
abc ==90°, 90°
三斜 Triclinic
abc ===90°
晶胞中质点个数的计算
精选ppt
21
晶体结构的表达及应用
• 一般晶体结构需给出： • 晶系； • 晶胞参数； • 晶胞中所包含的原子或分子数Z； • 特征原子的坐标。
配位多面体的极限半径比
配位多面体 比（r+/r-）min
平面三角形 0.155
配位数
3
半径
四面体
4
0.225
八面体
6
0.414
构性判断
半径比（r+/r-） 0.225-0.414
四面体配位 0.414-0.732
八面体配位 >0.732
推测构型
影响晶体结构的其它因素
• M-X间的共价键，方向性； • 有的过渡金属形成M-M键，使配位多面
• 根据形成晶体的化合物的种类不同可以 将晶体分为：离子晶体、分子晶体、原 子晶体和金属晶体。
1. 离子晶体
• 离子键无方向性和饱和性，在离子晶体中 正、负离子尽可能地与异号离子接触，采 用最密堆积。
晶体学基础PPT课件
➢ 单位格子：只包含一 个点阵点的格子叫单 位格子 。
➢ 复单位：即每一个格 子单位分摊到一个以 上的点阵点。
点阵
图1-4 平面点阵单位 上图所示，平行四边形I和II都 只分摊到一个点阵点，故它们 都是单位格子；平行四边形III 分摊到两个点阵点，故它是复 单位。
点阵
3.三维点阵(空间点阵)
➢分布在三维空间的点阵叫空间点阵。 ➢空间点阵对应的平移群可用下式表示：
T m n m p n a p b ,m c ,n ,p 0 , 1 , 2 (1 .
图1-5 空间点阵单位
点阵
➢空间格子：空间点阵按确定的 平行六面体单位划分后所形成 的格子称为空间格子 。
➢基本单位：每个平行六面体格 子单位只分摊到1个点阵点， 称为空间点阵的基本单位 。
我们把所有阵点可用位矢(1.1)、(1.2)或(1.3) 来描述的点阵称为布拉菲点阵。
➢ 点阵的这两条基本性质也正是判断一组点是否 为点阵的依据。
点阵
三.直线点阵、平面点阵与空间点阵
点阵和平移群
➢ 能使一个点阵复原的全部平移矢量组成 的一个平移群(它符合数学上群的定义) 称为该点阵对应的平移群。
➢ 点阵和平移群有一一对应的关系。一个 点阵所对应的平移群能够反映出该点阵 的全部特征。
第一章 晶体学基础
内容提要
晶体的基本性质 晶体结构几何理论的历史发展简况 点阵 平面点阵与空间点阵的性质 晶体的点阵结构 晶胞 典型晶体结构举例 晶向指数与面指数 晶体结构的对称性
第一节 晶体的基本性质
一.晶体与非晶体在宏观性质上的区别
➢晶体具有固定的外形，各向异性，固定 的熔点。 • 微细单晶体的集合体，称为多晶体 • 取向杂乱的单晶体集合成的多晶体， 显示出各向同性 • 择优取向的多晶体呈现出各向异性
➢ 复单位：即每一个格 子单位分摊到一个以 上的点阵点。
点阵
图1-4 平面点阵单位 上图所示，平行四边形I和II都 只分摊到一个点阵点，故它们 都是单位格子；平行四边形III 分摊到两个点阵点，故它是复 单位。
点阵
3.三维点阵(空间点阵)
➢分布在三维空间的点阵叫空间点阵。 ➢空间点阵对应的平移群可用下式表示：
T m n m p n a p b ,m c ,n ,p 0 , 1 , 2 (1 .
图1-5 空间点阵单位
点阵
➢空间格子：空间点阵按确定的 平行六面体单位划分后所形成 的格子称为空间格子 。
➢基本单位：每个平行六面体格 子单位只分摊到1个点阵点， 称为空间点阵的基本单位 。
我们把所有阵点可用位矢(1.1)、(1.2)或(1.3) 来描述的点阵称为布拉菲点阵。
➢ 点阵的这两条基本性质也正是判断一组点是否 为点阵的依据。
点阵
三.直线点阵、平面点阵与空间点阵
点阵和平移群
➢ 能使一个点阵复原的全部平移矢量组成 的一个平移群(它符合数学上群的定义) 称为该点阵对应的平移群。
➢ 点阵和平移群有一一对应的关系。一个 点阵所对应的平移群能够反映出该点阵 的全部特征。
第一章 晶体学基础
内容提要
晶体的基本性质 晶体结构几何理论的历史发展简况 点阵 平面点阵与空间点阵的性质 晶体的点阵结构 晶胞 典型晶体结构举例 晶向指数与面指数 晶体结构的对称性
第一节 晶体的基本性质
一.晶体与非晶体在宏观性质上的区别
➢晶体具有固定的外形，各向异性，固定 的熔点。 • 微细单晶体的集合体，称为多晶体 • 取向杂乱的单晶体集合成的多晶体， 显示出各向同性 • 择优取向的多晶体呈现出各向异性
第三章第一节晶体的常识PPT课件
B
A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
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
MgB2
5、涉及密度的计算
1
a
ρ = m = nM =
V
V
2 NA
M
a3
或者：
Na+ Cl-
ρ=
4 NA
M
(2a)3
三、晶体分类
根据组成晶体的微粒的种类及微粒之间的 作用不同而分成四种类型：
不导电
良好
溶解性
典型实例
多Na数ONNH易aaO2、O溶H等N、于aCN水la、ClH、相CHHl、似Ce、Cl相、lP2 溶C4、、l2S、S、等C金不O刚2、溶石金SiO、刚2S、石i、S、i一数等Si般与CN、不水a、溶反NFAea，应、l、少CAul
（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。
思考:根据已有知识,举例说明如何制得晶体?
5、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.
小结：晶体和非晶体的差异
固体 外观 微观结构
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、晶体的特点和性质：
（1）自范性 ： 即晶体能自发地呈现多面体外形的性质
（2）各向异性 （3）有固定的熔点 （4）均一性 （5）对称性
3、晶体和非晶体的本质区别是什么？
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、晶体和非晶体的鉴别：
晶体
非晶 体
A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
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
MgB2
5、涉及密度的计算
1
a
ρ = m = nM =
V
V
2 NA
M
a3
或者：
Na+ Cl-
ρ=
4 NA
M
(2a)3
三、晶体分类
根据组成晶体的微粒的种类及微粒之间的 作用不同而分成四种类型：
不导电
良好
溶解性
典型实例
多Na数ONNH易aaO2、O溶H等N、于aCN水la、ClH、相CHHl、似Ce、Cl相、lP2 溶C4、、l2S、S、等C金不O刚2、溶石金SiO、刚2S、石i、S、i一数等Si般与CN、不水a、溶反NFAea，应、l、少CAul
（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。
思考:根据已有知识,举例说明如何制得晶体?
5、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.
小结：晶体和非晶体的差异
固体 外观 微观结构
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、晶体的特点和性质：
（1）自范性 ： 即晶体能自发地呈现多面体外形的性质
（2）各向异性 （3）有固定的熔点 （4）均一性 （5）对称性
3、晶体和非晶体的本质区别是什么？
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、晶体和非晶体的鉴别：
晶体
非晶 体
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
质）；从矿物中提取有用元素（化学成分）
绪论
二、晶体和非晶质体的概念
自然界的矿物一般都是天然晶体。研究矿物将涉及晶体许多固有的特 性和结晶学法则与定律。因此，学习矿物学必须具备结晶学的基础。
1、晶体
晶体的研究首先是从研究晶体几何外形的特征开始
在古代，无论中外，都把具有规则的几何多面体形态 的水晶称为晶体
绪论
三、结晶学的主要研究内容
Ø 晶体生长学：研究晶体发生、成长机理和晶体的合成。 Ø 几何结晶学：研究晶体外形的几何规律。 Ø 晶体结构学：研究晶体结构的几何规律、结构型式和构
造的缺陷。
Ø 晶体化学：主要研究晶体的化学成分和结构的关系，并
进而探讨成分、结构与其性能和生成条件的关系。
Ø 晶体物理学：研究晶体的物理性质及其产生机理。
行列中相邻结点间的距离称为该行列的结点间距。
同一行列或彼此平行的行列上结点间距相等；
不同方向的行列，其结点间距一般不等。
行列
晶体的基本性质
➢ ⑶ 面网：结点在平面上的分布构成面网。 面网上单位面积内结点的数目称为网面密度。 互相平行的面网，网面密度相同；不平行的面网，网 面密度一般不等。 相互平行的相邻两面网之间垂直距离称为面网间距。
例如：1mm3的NaCl
晶体结构中包含大约
7×1017个相当于一个
晶胞的小立方体，这
空 间
样的图形，完全可以
格
看成是无限的。
子
晶体的基本性质
2、空间格子要素
➢⑴结点：空间格子中的点，代表晶体结构中的相当点，只 具几何意义，不代表任何质点。但在实际晶体中，结点的位 置可以被同种质点所占据。
➢⑵行列：结点在直线上的排列即构成行列。
在氯化铯晶体结构中，无论原始点选在Cl－还是Cs＋的 中心，或其它任何地方，找出的相当点的分布相同。
n相当点的分布可体 现晶体结构中所有 质点的重复规律。
晶体的基本性质
➢相当点在三维空间作规则排列而成的格子状几 何图形称为空间格子。
Ø为研究晶体内部质点的重复规律不受晶体大 小限制，设想空间格子为无限图形。
l 所有晶体都具有格子构造——晶体的共同特点。
绪论
l 晶体的正确的定义：晶体是内部质点在三维空间 呈周期性重复排列的固体；或者说晶体就是具有 格子构造的固体。
Cl-
Na+
石盐晶体结构
绪论
绪论
2、非晶质体
l 有些状似固体的物质如玻璃、琥珀、松香等，它 们的内部质点不作规则排列，不具有格子构造， 称为非晶质体或非晶体。
绪论
四、矿物学主要研究内容
主要研究对象：地壳中产出的、无机的、 晶质矿物。
主要研究内容：矿物化学成分、内部构造、 形态、物理性质及其相互关系，并阐明地 壳中矿物的形成和变化历史，探讨其时间 和空间分布的规律及其实际用途。
绪论
第一章 晶体的基本性质
• 晶体的空间格子构造规律 • 晶体的基本性质 • 晶体发育的一般规律
相当点的条件是：
⑴若原始几何点取在质点中心，则相当点所占的质 点种类应相同，即占据同种质点的中心；
⑵质点周围的环境以及方位应是相同的，也就是说 这些质点周围相同的方向上要有相同的质点。
晶体的基本性质
晶体的基本性质
相当点可以简单的定义为晶体结构中物质环境和几何环 境完全相同的点，也称“等同点”。
常林钻石
绪论
绪论
绪论
石墨
绪论
萤石
绪论
钙沸石
绪论
l 1912年，X射线晶体衍射实验成功，对晶体的研 究从晶体的外部进入到晶体的内部，使结晶学进 入一个崭新的发展阶段。
l 现已证明，一切晶体不论其外形如何，它的内部 质点（原子、离子或分子）都是在三维空间有规 律排列，主要表现为同种质点的周期重复，构成 了所谓的“格子构造”。
凡是具有（非人工琢磨而成）几何多面体形态的固体 都称之为晶体（石盐、方解石、磁铁矿等）
以上两种定义都是不正确的
绪论
无色水晶
绪论
水 晶 晶 簇
水晶晶簇
绪论
绪论
黄铁矿
石盐
绪论
冰州石
绪论
石榴石
绪论
长石
绪论
绪论
绿柱石
绪论
钻石原石
绪论
金 刚石
绪论
绪论
绪论
绪论
绪论
绪论
常林钻石
面网
晶体的基本性质
Ø⑷ 平行六面体：是空间格子在三维空间上可划出 的最小重复单位。
由八个结点、六个两两平行而且 相等的面组成。在实际晶体结构 中所划分出这样的相应的单位称 为晶胞。
整个晶体可以视为晶胞在三维空 间平行地、毫无间隙地重复堆砌 而成。
l 从内部结构看，非晶体中质点的分布颇似于液体， 严格地说，它们不是固体，是过冷液体。
l 只有晶体才能称为真正的固体。
绪论
3、准晶体
l 1985年电子显探索之中，但从其对称性可见， 其质点的排列应是长程有序，但不体现周期重复，不存 在格子构造，人们把它称为准晶体。
一、晶体的空间格子构造规律
1、空间格子 2、空间格子要素
晶体的基本性质
1、空间格子
兹以氯化铯（CsCl）的晶体结构为例。 无论Cl- 或Cs＋在晶体结构的任何一方向上都是
每隔一定的距离重复出现一次。
晶体的基本性质
为进一步揭示质点周期性重复规律，我们可对它作某种抽 象。先在结构中选出任一几何点，该点可以取在阴或阳离 子中心，也可取它们之间的任意一点，然后在结构中找出 与此点相当的几何点，称为“相当点”。
晶体基本性质
参考书目：
结晶学 矿物学 岩石学 晶体光学
1、《结晶学及矿物学》，潘兆橹主编，地质出版社， 1993年。
2、《硅酸盐岩相学》，邵国有主编，武汉工业大学 出版社，1991年。
第一篇 几何结晶学基础
绪 论 第一章 晶体的基本性质 第二章 晶体的投影 第三章 晶体的对称 第四章 单形和聚形 第五章 晶体定向和结晶符号 第六章 晶体构造的几何理论 第七章 晶体的规则连生
结晶学基础
绪论
一、矿物的概念
矿物是指地质作用和天体作用中形成的单质或化合物；
具有一定的化学成分；具有一定的内部结构；在一定的 物化条件下稳定；是组成岩石和矿石的基本单元。
地壳中的矿物约3000种 矿物形式: 固态（绝大多数是晶质体）、液态（汞、水）、
气态（火山喷气中的二氧化碳、水蒸气）
人造矿物、合成矿物、陨石矿物、月岩矿物、宇宙矿物 矿物的用途广泛：直接利用矿物本身的特性（物化性
绪论
二、晶体和非晶质体的概念
自然界的矿物一般都是天然晶体。研究矿物将涉及晶体许多固有的特 性和结晶学法则与定律。因此，学习矿物学必须具备结晶学的基础。
1、晶体
晶体的研究首先是从研究晶体几何外形的特征开始
在古代，无论中外，都把具有规则的几何多面体形态 的水晶称为晶体
绪论
三、结晶学的主要研究内容
Ø 晶体生长学：研究晶体发生、成长机理和晶体的合成。 Ø 几何结晶学：研究晶体外形的几何规律。 Ø 晶体结构学：研究晶体结构的几何规律、结构型式和构
造的缺陷。
Ø 晶体化学：主要研究晶体的化学成分和结构的关系，并
进而探讨成分、结构与其性能和生成条件的关系。
Ø 晶体物理学：研究晶体的物理性质及其产生机理。
行列中相邻结点间的距离称为该行列的结点间距。
同一行列或彼此平行的行列上结点间距相等；
不同方向的行列，其结点间距一般不等。
行列
晶体的基本性质
➢ ⑶ 面网：结点在平面上的分布构成面网。 面网上单位面积内结点的数目称为网面密度。 互相平行的面网，网面密度相同；不平行的面网，网 面密度一般不等。 相互平行的相邻两面网之间垂直距离称为面网间距。
例如：1mm3的NaCl
晶体结构中包含大约
7×1017个相当于一个
晶胞的小立方体，这
空 间
样的图形，完全可以
格
看成是无限的。
子
晶体的基本性质
2、空间格子要素
➢⑴结点：空间格子中的点，代表晶体结构中的相当点，只 具几何意义，不代表任何质点。但在实际晶体中，结点的位 置可以被同种质点所占据。
➢⑵行列：结点在直线上的排列即构成行列。
在氯化铯晶体结构中，无论原始点选在Cl－还是Cs＋的 中心，或其它任何地方，找出的相当点的分布相同。
n相当点的分布可体 现晶体结构中所有 质点的重复规律。
晶体的基本性质
➢相当点在三维空间作规则排列而成的格子状几 何图形称为空间格子。
Ø为研究晶体内部质点的重复规律不受晶体大 小限制，设想空间格子为无限图形。
l 所有晶体都具有格子构造——晶体的共同特点。
绪论
l 晶体的正确的定义：晶体是内部质点在三维空间 呈周期性重复排列的固体；或者说晶体就是具有 格子构造的固体。
Cl-
Na+
石盐晶体结构
绪论
绪论
2、非晶质体
l 有些状似固体的物质如玻璃、琥珀、松香等，它 们的内部质点不作规则排列，不具有格子构造， 称为非晶质体或非晶体。
绪论
四、矿物学主要研究内容
主要研究对象：地壳中产出的、无机的、 晶质矿物。
主要研究内容：矿物化学成分、内部构造、 形态、物理性质及其相互关系，并阐明地 壳中矿物的形成和变化历史，探讨其时间 和空间分布的规律及其实际用途。
绪论
第一章 晶体的基本性质
• 晶体的空间格子构造规律 • 晶体的基本性质 • 晶体发育的一般规律
相当点的条件是：
⑴若原始几何点取在质点中心，则相当点所占的质 点种类应相同，即占据同种质点的中心；
⑵质点周围的环境以及方位应是相同的，也就是说 这些质点周围相同的方向上要有相同的质点。
晶体的基本性质
晶体的基本性质
相当点可以简单的定义为晶体结构中物质环境和几何环 境完全相同的点，也称“等同点”。
常林钻石
绪论
绪论
绪论
石墨
绪论
萤石
绪论
钙沸石
绪论
l 1912年，X射线晶体衍射实验成功，对晶体的研 究从晶体的外部进入到晶体的内部，使结晶学进 入一个崭新的发展阶段。
l 现已证明，一切晶体不论其外形如何，它的内部 质点（原子、离子或分子）都是在三维空间有规 律排列，主要表现为同种质点的周期重复，构成 了所谓的“格子构造”。
凡是具有（非人工琢磨而成）几何多面体形态的固体 都称之为晶体（石盐、方解石、磁铁矿等）
以上两种定义都是不正确的
绪论
无色水晶
绪论
水 晶 晶 簇
水晶晶簇
绪论
绪论
黄铁矿
石盐
绪论
冰州石
绪论
石榴石
绪论
长石
绪论
绪论
绿柱石
绪论
钻石原石
绪论
金 刚石
绪论
绪论
绪论
绪论
绪论
绪论
常林钻石
面网
晶体的基本性质
Ø⑷ 平行六面体：是空间格子在三维空间上可划出 的最小重复单位。
由八个结点、六个两两平行而且 相等的面组成。在实际晶体结构 中所划分出这样的相应的单位称 为晶胞。
整个晶体可以视为晶胞在三维空 间平行地、毫无间隙地重复堆砌 而成。
l 从内部结构看，非晶体中质点的分布颇似于液体， 严格地说，它们不是固体，是过冷液体。
l 只有晶体才能称为真正的固体。
绪论
3、准晶体
l 1985年电子显探索之中，但从其对称性可见， 其质点的排列应是长程有序，但不体现周期重复，不存 在格子构造，人们把它称为准晶体。
一、晶体的空间格子构造规律
1、空间格子 2、空间格子要素
晶体的基本性质
1、空间格子
兹以氯化铯（CsCl）的晶体结构为例。 无论Cl- 或Cs＋在晶体结构的任何一方向上都是
每隔一定的距离重复出现一次。
晶体的基本性质
为进一步揭示质点周期性重复规律，我们可对它作某种抽 象。先在结构中选出任一几何点，该点可以取在阴或阳离 子中心，也可取它们之间的任意一点，然后在结构中找出 与此点相当的几何点，称为“相当点”。
晶体基本性质
参考书目：
结晶学 矿物学 岩石学 晶体光学
1、《结晶学及矿物学》，潘兆橹主编，地质出版社， 1993年。
2、《硅酸盐岩相学》，邵国有主编，武汉工业大学 出版社，1991年。
第一篇 几何结晶学基础
绪 论 第一章 晶体的基本性质 第二章 晶体的投影 第三章 晶体的对称 第四章 单形和聚形 第五章 晶体定向和结晶符号 第六章 晶体构造的几何理论 第七章 晶体的规则连生
结晶学基础
绪论
一、矿物的概念
矿物是指地质作用和天体作用中形成的单质或化合物；
具有一定的化学成分；具有一定的内部结构；在一定的 物化条件下稳定；是组成岩石和矿石的基本单元。
地壳中的矿物约3000种 矿物形式: 固态（绝大多数是晶质体）、液态（汞、水）、
气态（火山喷气中的二氧化碳、水蒸气）
人造矿物、合成矿物、陨石矿物、月岩矿物、宇宙矿物 矿物的用途广泛：直接利用矿物本身的特性（物化性