晶体的基本概念
晶体的概念是啥
晶体的概念是啥晶体是指具有一定空间排列和周期性的原子、离子或分子集合体，它们在固体状态下呈现出有序的结构。
晶体是固体中最基本的结构单位，其晶体结构的有序性是形成晶体的重要特征。
晶体的概念最早由斯托尼斯（Haüy）于18世纪末提出，他将晶体定义为具有层状结构的固体。
随后，发展出了现代晶体学，对晶体的研究有了更为深入的认识。
现代晶体学从晶体的结构和性质出发，研究晶体内部原子、离子或分子的排列方式，以及晶体与外界的相互作用。
晶体的结构具有三个基本特征：周期性、对称性和有序性。
晶体的周期性体现在晶格结构的重复性规律上，晶格是由一定数目的排列有序的“点”组成的三维结构。
晶格中的“点”被称为格点，它们代表着晶体原子、离子或分子的位置。
晶格的周期性使得晶体在宏观上具有各向同性，即不论从任何方向观察，晶体的性质都是相同的。
晶体的对称性指的是晶体结构在某一操作下保持不变，这些对称操作包括旋转、反射和平移等。
晶体的有序性则是指晶格上的原子、离子或分子排列有一定的规则，形成特定的晶体结构。
根据晶体的原子、离子或分子的排列方式，晶体可以分为几种基本类型。
最简单的是原子晶体，其中晶格上只有单个原子，例如金属中的众多晶体。
离子晶体则由阳离子和阴离子以离子键相互结合而成，如盐类晶体。
分子晶体则由分子以分子键相互结合形成的晶体，如冰晶体。
此外，还有复合晶体、聚合物晶体等多种类型的晶体。
晶体的结构对其性质起着决定性的作用。
晶体的物理性质包括晶格常数、密度、硬度、熔点等，这些性质取决于晶格结构的特征。
晶体的光学性质也与晶体结构密切相关，例如光的偏振、双折射等现象。
晶体的电学性质也具有很高的研究价值，例如电导率、电介质性能等。
此外，晶体还具有磁性、热传导等特殊性质。
晶体的研究对于物质科学、材料科学以及许多其他领域都具有重要意义。
通过研究晶体的结构和性质，可以揭示物质内部的微观世界，为制备新材料、改进材料性能提供理论和实验基础。
《结晶学及矿物学》复习要点
结晶学一、基本概念：1.晶体（crystal）的概念：内部质点在三维空间周期性重复排列构成的固体物质。
这种质点在三维空间周期性地重复排列称为格子构造，所以晶体是具有格子构造的固体。
2对称型（class of symmetry）晶体宏观对称要素之组合。
（点群，point group）3.空间群：一个晶体结构中，其全部对称要素的总和。
也称费德洛夫群或圣佛利斯群。
4.单形（Simple form）：一个晶体中，彼此间能对称重复的一组晶面的组合。
即能借助于对称型之全部对称要素的作用而相互联系起来的一组晶面的组合。
5.双晶：两个以上的同种晶体，彼此间按一定的对称关系相互取向而组成的规则连生晶体。
6.平行六面体：空间格子中按一定的原则划分出来的最小重复单位称为平行六面体。
是晶体内部空间格子的最小重复单位，是由六个两两平行且相等的面网组成。
7.晶胞：能充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元，其形状大小与对应的单位平行六面体完全一致。
8．类质同像：晶体结构中某种质点为性质相似的他种质点所替代，共同结晶成均匀的单一相的混合晶体，而能保持其键性和结构型式不变，仅晶格常数和性质略有改变。
9.同质多像：化学成分相同的物质，在不同的物理化学条件下，形成结构不同的若干种晶体的现象。
10.多型：一种元素或化合物以两种或两种以上层状结构存在的现象。
这些晶体结构的结构单元层基本上是相同的，只是它们的叠置次序有所不同。
二、晶体的6个基本性质1、均一性（homogeneity）：同一晶体的任一部位的物理和化学性质性质都是相同的。
2、自限性（property of self-confinement）：晶体在自由空间中生长时，能自发地形成封闭的凸几何多面体外形。
3. 异向性（各向异性）异向性(anisotropy)：晶体的性质随方向的不同而有所差异。
4. 对称性（property of symmetry）：晶体的相同部分（如外形上的相同晶面、晶棱或角顶，内部结构中的相同面网、行列或质点等）或性质，能够在不同的方向或位置上有规律地重复出现。
《结晶学基础》
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2．鲍林第二规则---静电价规则
在一个稳定的晶体结构中，从所有相邻接的阳离 子到达一个阴离子的静电键的总强度，等于阴离子 的电荷数。
静电键强度
S＝ Z＋ CN＋
• 在离子晶体中，配位数指的是最紧邻的异号离子数，所以正、 负离子的配位数不一定是相等的。阳离子一般处于阴离子紧密堆 积阳的离空子隙还中可，能其出配现位其数 它一 的般 配为 位数4或。6. 。如果阴离子不作紧密堆积，
配位数
阴离子作正八 面体堆积，正、 负离子彼此都能 相互接触的必要
条件为r＋/r=0.414。
凸几何多面体倾向。
❖ 4．对称性－－晶体的物理化学性质能够在不同方
向或位置上有规律地出现，也称周期性 .
晶体的性质
❖ 5．均匀性（均一性）－－一个晶体的各个部分性
质都是一样的。 这里注意：均匀性与各向异性不同，前者是指晶
体的位置，后者是指观察晶体的方向。
❖ 6. 固定熔点 ❖ 7．晶面角守恒定律－－晶面（或晶棱）间的夹角
宏观晶体中对称性只有32种，根据对称型中是否存在 高次轴及数目对晶体分类
❖ 存在高次轴（n>2）且多于一个―――高级晶族 ――包括：等轴（立方）晶系
❖ 存在高次轴（n>2）且只有一个―――中级晶族 ――包括：三方、四方、六方晶系
❖ 不存在高次轴（n>2）―――低级晶族――包括： 三斜、单斜、正交晶系
第一章 结晶学基础
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1-1 晶体的基本概念与性质
一、晶体的基本概念
➢ 人们对晶体的认识，是从石英开始的。 ➢ 人们把外形上具有规则的几何多面体形态的
结晶学基础
然两两反向平行而且相等。用它可以作为判 断晶体有无对称中心的依据。
4、旋转反伸轴（Lin）
旋转反伸轴是一根假想的直线，当晶体围 绕此直线旋转一定角度后，再对此直线上 的一个点进行反伸，才能使晶体上的相等 部分重复。 相应的对称操作是围绕一根直线的旋转和 对此直线上一个点反伸的复合操作。
只有晶体才能称为真正的固体。
5、准晶体
1985年在电子显微镜研究中，发现了一种新 的物态，其内部结构的具体形式虽然仍在探 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。
二、晶体的基本性质
一切晶体所共有的，并且是由晶体的格子构造所决定的性 质，称为晶体的基本性质。
晶体中对称轴举例
横截面形状
晶体对称定律：在晶体中不可能存在五次 及高于六次的对称轴。因为不符合空间格 子规律，其对应的网孔不能毫无间隙地布 满整个平面。
在一个晶体中，除L1外，可以无、也可有
一或多种对称轴，而每一种对称轴也可有一 或多个。
表示方法为3L4、4L3、6L2等。 对称轴在晶体中可能出露的位置： ⑴通过晶面的中心； ⑵通过晶棱的中点；
⑵行列：结点在直线上的排列即构成行列。
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
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的垂直距离称 为面网间距。
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。
第二章晶体的基本概念
3
固体的鉴定和分析：物相和成分
SrO + TiO2 SrTiO3
物相鉴定最常用的方法是X-射线衍射。它是基 于一种特定的相具有特征的结构参数,从而表现特征 的衍射参数。
2018/3/9
发现材
结构与性
探索和设
料性能 能的关系 计新材料
• 1986年，(La,Ba)2CuO4
Tc>30K
金刚石 C
石英 SiO2
萤石 CaF2
锆石 ZrSiO4
单晶体(single crystal)和多晶体(polycrystal)
单晶体：原子或离子按一定的几何规律完成周期排列的整块晶体。 多晶体：由许许多多单晶体微粒所形成的固体集合体。
single crystal
particle
polycrystal
对称性
例如食盐晶体具有立方体外形，云母片上的蜡熔化 图形呈椭圆形，而不是呈其他任意的不规则形状， 这些都说明有对称性存在。
晶体(crystal)与非晶体(non-crystal)的异同
non-crystal ：Some substances, such as wax, pitch and glass, which posses the outward appearance of being in the solid state, yield and flow under pressure, and they are sometimes regarded as highly viscous liquid.
YBa2Cu3O7-z
90K
Bi2Sr2Can-1CunOz 7-110K
Tl2Ba2Can-1CunOz >93K • 它们是由钙钛矿衍生出来的准二维层状结构。
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。
晶体结构的基本概念
晶体结构的基本概念晶体是由重复排列的离子、原子或分子构成的固体，晶体是地球上最常见的物质之一。
晶体的特点是具有规律的几何形态和高度有序的结构，它们通常是坚硬、和透明或半透明的。
了解晶体的基本概念和结构对于学习材料科学、物理、化学等学科具有重要意义。
晶体的结构通常由原子、离子或分子在空间上的排列组合所决定。
按照排列方式的不同，晶体可以归为不同的系统。
根据国际晶体学协会的定义，共有32种晶体系统，它们可以分为七大类。
晶体结构的基本概念在学习晶体结构之前，有一些基本概念需要了解。
晶体格点是晶体中最小的基本结构单元，可以看成是三维点阵。
它是由无数个原子、离子或分子构成的，是晶体结构的最基本构成单位。
在晶体中，格点以规则和周期性的方式排列着。
晶体结构中的晶胞是指最小的具有完整晶体结构的单位，通常由多个格点组成。
晶体面是晶体中具有平整晶体结构的面。
晶面可以理解为一组平行于该晶面的晶格面，它们截断晶体中其他晶面的部分。
晶体结构中离子或原子之间的排列方式是非常有规律的。
当原子或离子在三个方向上具有周期性排布时，晶体结构就被称为晶体。
晶体的空间群晶体空间群是指晶体中所有体积元素都与它们周围的元素重合，是一种对晶体对称性的描述。
它们代表了在三维空间中存在的对称操作，包括旋转和反射。
空间群的数目非常巨大，可以达到230种。
空间群的选取通常需要满足一些简单的条件，例如具有电子、原子、分子的晶体构型下应具有的对称性。
晶体结构分析的方法晶体结构分析是在晶体学领域中的一项基本研究工作。
晶体结构分析的方法通常包括X射线衍射、中子衍射、电子衍射等。
X射线衍射是晶体结构分析中最常用的方法之一。
它通过测量晶体表面被入射X射线所反射的强度、角度和波长等信息来推测晶体结构。
中子衍射是一种更为准确的晶体结构分析方法。
中子为非常具有直线和证明性质的微观粒子，因此它们通过晶体时会发生相互散射并使其出现相干干涉。
电子衍射是一种使用高速电子来照射样品，从而得到样品中离子或原子位置等信息的分析手段。
晶体结构的基本要素
晶体结构的基本要素一、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组成的固体。
晶体的结构是由晶胞重复堆积而成的，晶胞是最小的具有晶体特性的结构单元。
二、晶胞晶胞是晶体结构的基本要素之一。
晶胞是一个有限的空间，由一组原子、离子或分子组成。
晶胞的形状可以是立方体、长方体、正六面体等等，具体取决于晶体的结构类型。
三、晶格晶格是晶体结构的另一个基本要素。
晶格是由一系列规则排列的点构成的空间网格，这些点代表晶胞的位置。
晶格可以看作是无限重复的晶胞。
四、晶体的对称性晶体的对称性是晶体结构的重要特征之一。
晶体可以具有旋转对称性、镜面对称性、反射对称性等等。
晶体的对称性可以通过晶胞的对称元素来描述，如旋转轴、镜面、中心等。
五、晶体的晶系晶体的晶系是晶体结构的分类方式之一。
根据晶胞的对称性和形状，晶体可以分为立方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系、六方晶系和四方晶系六大类。
不同的晶系具有不同的晶胞形状和晶胞参数。
六、晶体的晶体系晶体系是晶体结构的另一种分类方式。
根据晶胞的对称性和晶胞参数，晶体可以分为7个晶体系，包括三斜晶系、单斜晶系、正交晶系、四方晶系、六方晶系、菱方晶系和立方晶系。
每个晶体系都有特定的晶胞参数和对称性要求。
七、晶体的晶体面晶体面是晶体结构的表面。
晶体面可以用晶胞的截面来表示，也可以用晶胞的法线来表示。
晶体面的指数表示了晶面与晶轴之间的相对位置关系。
八、晶体的晶向晶体的晶向是晶体结构的方向。
晶向可以用晶胞的方向向量来表示，也可以用晶胞的方向指数来表示。
晶向可以用来描述晶体的生长方向、晶体的切割方向等。
九、晶体的缺陷晶体的缺陷是指晶体结构中存在的不完美部分。
晶体的缺陷可以是点缺陷、线缺陷或面缺陷。
常见的晶体缺陷包括点缺陷、位错、晶界等。
十、晶体的晶体学参数晶体的晶体学参数是描述晶体结构的重要参数。
晶体学参数包括晶胞参数、晶胞体积、晶胞对称性等。
晶体学参数可以通过X射线衍射等实验手段来确定。
第三章_晶体学基础
十四种空间格子（布拉菲格子）
综合考虑单位平行六面体的划分和附加结点的类型，七个晶系空间格 子的基本类型共有十四种。
三斜晶系：三斜简单格子； 单斜晶系：单斜简单格子，单斜底心格子； 斜方晶系：斜方简单格子，斜方底心格子， (正交） 斜方体心格子，斜方面心格子； 四方晶系：四方简单格子，四方体心格子； 三方晶系：三方简单格子(三方菱面体格子)； 六方晶系：六方简单格子； 立方晶系：立方简单格子，立方体心格子， 立方面心格子。
简单P
立方I
立方F
立方晶系：a = b=c
α=β=γ=90°
四方P 四方晶系： a = b≠c
四方I α=β=γ=90°
正交P
正交C 正交晶系：a≠b ≠ c
正交I α=β=γ=90°
正交F
单斜P 单斜晶系：a≠b ≠ c
单斜C α=γ=90° β＞ 90°
六方H
三方R
三斜P
六方晶系： a = b≠c 三方晶系： a = b=c 三斜晶系：a≠b≠c
故确定的步骤为：
● 选定晶轴X、Y、Z和a、b、c为轴单位；
● 平移晶向（棱）直线过原点；
● 在该直线上任取一结点M，将其投影至X、
。
Y、Z轴得截距OX、OY、OZ；
● 作OX/a：OY/b：OZ/c = u：v：w（最小
整数比）；
● 去掉比号，加中括号，[u v w]即为晶
向符号。
某一晶向指数代表一组在
结构基元：组成晶体的离 子、原子或分子。基元内 的原子数等于晶体中原子 的种类数。
晶体结构=空间点阵+结构基元
实际晶体——质点体积忽略——空间点阵——阵点连线——晶格（空间格子）
晶体练习题及答案
晶体练习题及答案题目一：晶体的基本概念1. 什么是晶体？答案：晶体指的是由周期性重复排列的原子、分子或离子组成的固态物质。
2. 晶体的特点有哪些？答案：晶体具有以下特点：- 具有长程有序性：晶体中的原子、分子或离子按照规则的排列方式组成，形成周期性的结构。
- 具有各向同性或各向异性：晶体的物理性质在不同方向上可能存在差异。
- 具有平面外的周期性：晶体的周期性结构在三维空间中保持着重复。
- 具有清晰的外形：晶体通常具有规则的几何形状，如立方体、六角柱等。
题目二：晶体的结构与分类1. 晶体的结构有哪些类型？答案：晶体的结构可分为以下几种类型：- 离子晶体：由正、负离子通过电子静力作用排列而成。
- 分子晶体：由分子通过分子间相互作用力排列而成。
- 原子晶体：由原子通过原子间相互作用力排列而成。
2. 晶体的分类方法有哪些？答案：晶体可按照成分、结构和形貌等进行分类。
- 成分分类：包括无机晶体和有机晶体两大类。
- 结构分类：根据晶体的结构类型，可分为离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体等。
- 形貌分类：按照晶体外形，可分为短柱状、针状、板状、粒状等多种形态。
题目三：晶胞与晶体的晶格1. 什么是晶胞？答案：晶胞是指晶体中最小的具有周期性结构的单位，通常由一组原子、分子或离子组成。
2. 什么是晶格？答案：晶格是指晶体中晶胞之间的无限重复排列形成的空间网格结构。
3. 晶体的晶格类型有哪些？答案：晶体的晶格类型可分为以下几种：- 简单晶格：晶胞中只有一个原子或离子。
- 面心立方晶格：晶胞的各个面心上都有一个原子或离子。
- 体心立方晶格：晶胞的中心位置还有一个原子或离子。
- 其他复杂晶格：如六方密排晶格、菱面体晶格等。
题目四：晶体的缺陷1. 晶体的缺陷有哪些？答案：晶体的缺陷可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种。
- 点缺陷：包括空位、间隙原子和杂质原子等在晶体中的缺陷点。
- 线缺陷：主要指晶体表面的位错和堆垛层错等。
晶体的择优生长名词解释
晶体的择优生长名词解释引言：晶体是由具有规则排列的原子、分子或离子组成的固态物质。
晶体的择优生长是指在生长过程中，晶体选择有利条件以形成最稳定和完美的结构。
通过研究晶体的择优生长机制，科学家们可以了解晶体的形成过程及其影响因素。
正文：一、晶体的基本概念晶体是由原子、分子或离子按照一定的几何规则排列而成的。
晶体的结构高度有序，具有平面的、对称的和周期性重复的结构。
常见的晶体包括石英、钻石、盐等。
二、晶体的生长过程晶体的生长是一个从无序状态到有序状态的过程。
在合适的条件下，晶体的原子、分子或离子会逐渐聚集在一起形成更加有序的结构。
晶体的生长过程可以分为核化、生长和成熟三个阶段。
1. 核化核化是指晶体的起始阶段。
在某些条件下，原子、分子或离子会聚集形成一个能够进一步生长的小团簇，称为晶核。
晶核的形成需要克服一定的能量壁垒。
2. 生长生长是指晶体从晶核开始逐渐增大的过程。
晶体的生长主要是通过原子、分子或离子的进一步聚集和排列来实现的。
在生长过程中，晶体会选择稳定的能量最低点进行生长，并形成特定的晶体面。
3. 成熟成熟是指晶体逐渐完善其结构，达到能量最低和形态最优的状态。
成熟的晶体表面是平整的，晶体的结构也趋于完美。
晶体的成熟需要充分的时间和条件。
三、晶体的择优生长机制晶体的择优生长是一个基于能量最低和形态最优化的过程。
晶体会根据外界条件选择合适的环境来实现择优生长。
以下是几个重要的择优生长机制：1. 界面能最小化晶体在生长过程中与周围环境形成一个界面，界面的能量可以影响晶体的生长速率和方向。
晶体通常会选择能量较低的方向进行生长，以使界面能最小化。
2. 溶液浓度和温度的调控晶体生长通常发生在溶液中，溶液的浓度和温度可以调控晶体的生长速率和形态。
合适的浓度和温度条件可以促进晶体的有序生长。
3. 形状驱动力晶体在生长过程中会受到外部物理和化学因素的影响，例如流体动力学、表面张力和形状导向。
这些因素对晶体的形态产生影响，从而影响晶体的择优生长。
晶体知识点总结
晶体知识点总结晶体是指在一定条件下，原子或分子按照一定的规律排列组合而成的具有一定几何形状和对称性的固体。
晶体学是研究晶体结构和性质的学科。
晶体学的发展为科学家们研究固体的结构和性质提供了重要的工具和方法。
本文将对晶体学的基本概念、晶体的结构和性质、晶体的生长和应用等方面进行总结。
一、晶体学的基本概念1. 晶体的定义和分类晶体是由一定数量的原子或分子根据一定的对称性和有序规律排列组合而成的固体。
晶体根据其对称性可以分为立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系和六角晶系六类。
根据其结构可以分为金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体等。
2. 晶体的对称性晶体的对称性是指晶体在不同的方向上具有相同的结构特征或具有对称性，可以分为旋转对称性和平移对称性。
旋转对称性是指晶体绕某个轴旋转一定角度后，其结构特征不发生变化。
平移对称性是指晶体在一定方向上进行平移后，其结构特征保持不变。
晶体的对称性是晶体学研究的重要内容之一。
3. 晶体的晶格晶体的晶格是指晶体中原子或分子排列的周期性和规律性。
晶体的晶格可以分为原子晶格和离子晶格。
原子晶格是指晶体中原子的排列规律，原子之间的距离和方向是有规律的。
离子晶格是指晶体中离子的排列规律。
晶格的性质直接影响着晶体的物理性质和化学性质。
4. 晶体的晶体结构晶体结构是指晶体中原子或分子排列的空间结构特征。
根据晶体结构的不同，晶体可以分为简单周期晶体和复杂周期晶体。
简单周期晶体是指晶体结构具有简单重复周期的特征，例如金属晶体。
复杂周期晶体是指晶体中存在复杂的周期结构，例如离子晶体和分子晶体。
二、晶体的结构和性质1. 基本结构单元晶体的基本结构单元是晶体中最小的重复单元，晶格中的原子或分子就是以基本结构单元为基础进行排列组合的。
不同类型的晶体具有不同的基本结构单元。
例如，金属晶体的基本结构单元是原子，而离子晶体的基本结构单元是离子。
2. 晶体的晶体形貌晶体的晶体形貌是指晶体在外形上的特征。
晶体高考的常考知识点
晶体高考的常考知识点晶体是固体物质中一种非常重要的存在形态，广泛应用于材料科学、化学、物理等领域。
对晶体的认识已经成为许多高考科目中必备的知识点。
在本篇文章中，我们将重点讨论一些晶体的常考知识点，帮助大家更好地应对高考。
1. 晶体的定义和结构晶体是具有高度有序的结构，由具有规则排列的原子、离子或分子构成。
晶体的基本单位称为晶胞，晶胞在空间中的周期排列构成了晶体的结构。
在晶体中，原子、离子或分子的排列呈现出一定的对称性，这是晶体的特点之一。
2. 晶体的晶格和晶系晶体的晶格是指晶体中晶胞的周期性排列方式。
晶体的晶格可以分为七种晶系：立方晶系、正交晶系、斜方晶系、单斜晶系、菱方晶系、三斜晶系和五角二十面体晶系。
不同晶系的晶体具有不同的晶胞形状和对称性。
3. 晶体的晶体衍射和布拉格定律晶体衍射是指当入射的X射线或电子束通过晶体时，受到晶体结构的作用而产生的衍射现象。
布拉格定律是描述晶体衍射的定律，它表明当入射X射线或电子束满足一定的角度和波长条件时，会产生衍射峰。
利用布拉格定律，可以确定晶体的晶胞参数和晶体结构。
4. 晶体的晶体结构和单位胞晶体结构指的是晶体中原子、离子或分子的排列方式和构型。
单位胞是晶体中最小的周期性结构单元，通过平移和旋转单位胞可以重复构建整个晶体结构。
晶体结构可以通过实验技术如X射线衍射和电子衍射进行研究和确定。
根据晶体结构的不同，晶体可以分为离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体等。
5. 晶体的晶体缺陷和缺陷修饰晶体的缺陷指的是晶体内部的结构缺陷，包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷是指晶体中原子、离子或分子的位置发生了替换、添加或移除，而线缺陷和面缺陷则涉及到晶体中晶格的结构变化。
晶体缺陷对晶体的性质和应用具有重要的影响，因此，修饰和控制晶体缺陷是一项重要的研究课题。
6. 晶体的生长和晶体管晶体的生长是指利用适当的方法，在适当的条件下使晶体体积不断增大的过程。
晶体生长可以通过溶液法、气相法、熔融法等方法进行。
结晶学学习笔记__第一章 晶体(基本概念)
第一章晶体（掌握基本概念）晶体：内部质点周期重复排列的物体。
格子构造：晶体内部质点排列周期重复规律。
空间格子：表示晶体结构周期重复规律的简单几何图形。
相当点：1.点的性质（种类）相同；2.点的周围环境相同。
导出空间格子的方法：1.找出相当点。
2.连接起来空间格子与具体晶体结构关系：具体晶体结构>>>的格子组成的。
空间格子比具体晶体结构简单，化繁为简空间格子的要素：1.结点：空间格子中的点（代表相当点）；2.行列：结点在直线上的排列（节点间距）。
任意行列上节点间距相等；相互平行的行列上的节点间距相等。
面网：结点在平面上的分布（面网间距（垂直距离）、面网密度（点的分布稀疏、结点数））周期性导致的面网密度与面网间距成正比平行六面体：结点在三维空间形成的最小重复单位（引出，a,b,c; α，β，γ，称为轴长与轴角，也称晶胞参数）。
a：前后方向；b：左右方向；c：上下方向。
平行六面体范围内的晶体>>>晶胞平行六面体的形状总共有7种，对应有7套晶胞参数，也对应7个晶系。
不同形状决定了晶体具有不同的对称性质。
晶体的基本性质：自限性：晶体能够自发地生长成规则的几何多面体形态。
均一性：同一晶体的不同部分物理化学性质完全相同。
晶体的平面就是一个面网，晶棱就是一个行列（宏观微观对应）晶体均一性是绝对的，非晶体均一性是统计性的，小范围内（到纳米级）不一定性质相同异向性：同一晶体不同方向具有不同的物理性质。
晶体自限性体现了晶体的异向性，外在形态上的体现对称性：同一晶体中，晶体形态相同的几个部分（或物理性质相同的几个部分）有规律的重复出现。
最小内能性：晶体与同种物质的非晶体相比，内能最小。
晶体具有固定的熔点稳定性：晶体比非晶体稳定会用格子构造解释这些性质非晶体（玻璃）的定义及特点？（引出远程规律和近程规律）：非晶体具有近程规律液体、气体的结构具有什么规律？晶体与非晶体的转化？准晶体的发现及定义：1984年发现的新现象，具有近程、远程规律但没有重复周期。
晶体化学复习汇总
结晶学一、晶体及其基本性质1.晶体、非晶体、准晶体的概念、举例晶体:内部质点在三维空间周期性的重复排列构成的固体物质.非晶体:不具备格子构造的物质为非晶体.准晶体:介于非晶态与结晶态之间的一种新物质.2.晶体的基本性质及概念的理解自限性(晶体多面体形态受格子构造制约,它服从于一定的结晶学规律)均一性(在同一晶体的各个不同部分,质点多的分布是一样的,所以晶体的各个部分的物理性质和化学性质也是相同的,取决于其格子构造)异向性(同一格子构造中,在不同方向上质点排列一般是不样的,因此,晶体的性质也随方向的不同而有所差异,即异向性)对称性(晶体在某些特定的方向上具有相同的性质，这种相同的性质在不同的方向或位置上有规律地重复，就是对称性)最小内能性、稳定性3、空间格子、相当点的概念及具体应用分析空间格子：表示晶体内部结构中质点周期性重复排列规律的几何图形。
相当点：1.点的内容（或种类）相同，2.点的周围环境相当。
相当点按照一定的规则连接起来，就形成了空间格子空间格子的几种要素：1.结点;又称格点，是空间格子中的点，他们代表结构中的相当点）2.行列;结点在直线上的排列即构成行列3.面网：结点在平面上的分布即构成面网4.平行四面体：即晶胞，晶胞的形状取决轴长（abc）和轴角（α,β,γ）4、晶胞：实际晶体结构中所划分出的最小重复单位称为晶胞三、晶体的对称分类体系晶体对称的特点：1）由于晶体内部都具有格子构造，通过平移，可使相同质点重复，因此，所有的晶体结构都是对称的。
2）晶体的对称受格子构造规律的限制，因此，晶体的对称是有限的，它遵循“晶体对称定律” 。
3）晶体的对称不仅体现在外形上，同时也体现在物理性质。
对称要素：对称面—P对称轴对称中心—C 旋转反伸轴对称要素组合定理，P30,P35表3-4很重要晶体定向规则：晶体定向方法：以晶体中心为原点建立一个坐标系,由X,Y,Z三轴组成,也可由X,Y,U,Z四轴组成(对三方晶系与六方晶系).选晶轴的原则:1）与晶体的对称特点相符合(既一般都以对称要素作晶轴，要么对称轴，要么对称面法线);2）在遵循上述原则的基础上尽量使晶轴夹角为90度.（P42表4-1非常重要）——各晶系常数特点：对称型的国际符号要领：对称轴以1，2，3，4，6表示;对称面以m表示,旋转反伸轴以（1、2、3、4、6其上加负号）表示,若对称面与对称轴垂直，则两者之间以斜线或横线隔开，如L2PC以2/m表示，L4PC 以4/m表示(由此可以看出，对称中心C就不必再表示出来了，因为偶次轴垂直对称面定会产生一个C)。
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第一章材料的结构2006-09-16 11:50第一章材料的结构重点与难点：在晶体结构中，最常见的面心立方结构（fcc）、体心立方结构（bcc）、密排六方结构（hcp）、金刚石型结构及氯化钠型结构。
内容提要：在所有固溶体中，原子是由键结合在一起。
这些键提供了固体的强度和有关电和热的性质。
例如，强键导致高熔点、高弹性系数、较短的原子间距及较低的热膨胀系数。
由于原子间的结合键不同，我们经常将材料分为金属、聚合物和陶瓷3类。
在结晶固体中，材料的许多性能都与其内部原子排列有关。
因此，必须了解晶体的特征及其描述方法。
根据参考轴间夹角和阵点的周期性，可将晶体分为7种晶系，14种晶胞。
本章重点介绍了在晶体结构中，最常见的面心立方结构（fcc）、体心立方结构（bcc）、密排六方结构（hcp）、金刚石型结构及氯化钠型结构。
务必熟悉晶向、晶面的概念及其表示方法（指数），因为这些指数被用来建立晶体结构和材料性质及行为间的关系。
在工程实际中得到广泛应用的是合金。
合金是由金属和其它一种或多种元素通过化学键合而成的材料。
它与纯金属不同，在一定的外界条件下，具有一定成分的合金其内部不同区域称为相。
合金的组织就是由不同的相组成。
在其它工程材料中也有类似情形。
尽管各种材料的组织有多种多样，但构成这些组织的相却仅有数种。
本章的重点就是介绍这些相的结构类型、形成规律及性能特点，以便认识组织，进而控制和改进材料的性能。
学习时应抓住典型例子，以便掌握重要相的结构中原子排列特点、异类原子间结合的基本规律。
按照结构特点，可以把固体中的相大致分为五类。
固溶体及金属化合物这两类相是金属材料中的主要组成相。
它们是由金属元素与金属元素、金属元素与非金属元素间相互作用而形成。
固溶体的特点是保持了溶剂组元的点阵类型不变。
根据溶质原子的分布，固溶体可分为置换固溶体及间隙固溶体。
一般来说，固溶体都有一定的成分范围。
化合物则既不是溶剂的点阵，也不是溶质的点阵，而是构成了一个新的点阵。
虽然化合物通常可以用一个化学式（如AxBy）表示，但有许多化合物，特别是金属与金属间形成的化合物往往或多或少由一定的成分范围。
材料的成分不同其性能也不同。
对同一成分的材料也可通过改变内部结构和组织状态的方法，改变其性能，这促进了人们对材料内部结构的研究。
组成材料的原子的结构决定了原子的结合方式，按结合方式可将固体材料分为金属、陶瓷和聚合物。
根据其原子排列情况，又可将材料分为晶体与非品体两大类。
本章首先介绍材料的晶体结构。
基本要求：1.认识材料的3大类别：金属、聚合物和陶瓷及其分类的基础。
2.建立原子结构的特征，了解影响原子大小的各种因素。
3.建立单位晶胞的概念，以便用来想像原子的排列；在不同晶向和镜面上所存在的长程规则性;在一维、二维和三维空间的堆积密度。
4.熟悉常见晶体中原子的规则排列形式，特别是bcc，fcc以及hcp。
我们看到的面心立方结构，除fcc金属结构外，还有NaCl结构和金刚石立方体结构。
5. 掌握晶向、晶面指数的标定方法。
一般由原点至离原点最近一个结点（u,v,w）的连线来定其指数。
如此放像机定为[u,v,w]。
u,v,w 之值必须使互质。
晶面指数微晶面和三轴相交的3个截距系数的倒数，约掉分数和公因数之后所得到的最小整数值。
若给出具体的晶向、镜面时会标注“指数”时，会在三维空间图上画出其位置。
6. 理解Hume-Rothery规则，能用事例说明影响固溶度（摩尔分数）的因素（原子尺寸、电负性、电子浓度及晶体结构）。
7. 熟悉下列概念和术语：金属学、材料科学基础；晶体、非晶体；结合能、结合键、键能；离子键、共价键、金属键、分子键、氢键；金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料；晶体结构、晶格、晶胞、晶系、布拉菲点阵；晶格常数、晶胞原子数、配位数、致密度；晶面、晶向、晶面指数、晶向指数、晶面族、晶向族；各向异性、各向同性；原子堆积、同素异构转变;陶瓷、离子晶体、共价晶体。
1.1材料的结合方式1．1．1化学键组成物质整体的质点(原子、分子或离子)问的相互作用力叫化学键。
由于质点相互作用时，其吸引和排斥情况的不同，形成了不同类型的化学控，主要有共价健、离子键和金属链。
1．共价键原子之间不产生电子的转移，此时借共用电子对所产生的力结合，形成共价键。
金刚石、单质硅 iC等属于共价键。
共价键具有方向性，故共价键材料是脆性的。
具有很好的绝缘性。
2．离子键大部分盐类、碱类和金属氧化物在固态下是不能导电的．熔融时可以导电。
这类化合物为离子化合物。
当两种电负性相差大的原子(如碱金属元素与卤族元素的原子)相互靠近时，其中电负性小的原子失去电子，成为正离子，电负性大的原子获得电子成为负离子，两种离子靠静电引力结合在一起形成离子键。
在Nacl晶体中，离子型晶体中，正、负离子间有很强的电的吸引力，所以有较高熔点，故离子镁材料是脆性的。
故固态时导电性很差。
3．金属键金属原子的结构特点是外层电子少，容易失去。
当金属原子相互靠近时，其外层的价电子脱离原子成为自由电子．为整个金属所共有，它们在整个金属内部运动，形成电子气。
这种由金属正离子和自由电子之间互相作用而结合称为金属键。
金属键无方向性和饱和性，故金属有良好的延展性，良好的导电性。
因此金属具有正的电阻温度系数，更好的导热性，金属不透明，具有金属光泽。
4范德瓦尔键许多物质其分子具有永久极性。
分子的一部分往往带正电荷，而另一部分往往带负电荷，一个分子的正电荷部位和另一分子的负电荷部位间，以微弱静电力相吸引，使之结合在一起，称为范德瓦尔键也叫分子键。
1.2.1工程材料的键性金属材料的结合主要是金属键，陶瓷材料的结合键主要是离子键与共价键。
高分子材料的链状分子间的结合是范德瓦尔键，而链内是共价键。
1.2 晶体学基础1.2.1晶体与非晶体原子排列可分为三个等级，即无序排列，短程有序和长程有序。
物质的质点（分子、原子或离子）在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质叫晶体。
非晶体在整体上是无序的。
晶体与非晶体中原子排列方式不同，导致性能上出现较大差异。
晶体具有一定的熔点，非晶体则没有。
晶体的某些物理性能和力学性能在不同的方向上具有不同的数值成为各项异性。
1.2.2空间点阵便于研究晶体中原于、分子或离子的排列情况，近似地将晶体看成是无错排的理想晶体，忽略其物质性，抽象为规则排列于空间的无数几何点。
这些点代表原子(分子或离子)的中心，也可是彼此等同的原子群或分子群的中心，各点的周围环境相同。
这种点的空间排列称为空间点阵，简称点阵，从点阵中取出一个仍能保持点阵特征的最基本单元叫晶胞。
将阵点用一系列平行直线连接起来，构成一空间格架叫晶格。
晶胞选取应满足下列条件。
(1)晶胞几何形状充分反映点阵对称性。
(2)平行六面体内相等的棱和角数目最多。
(3)当棱间呈直角时，直角数目应最多。
(4)满足上述条件，晶胞体积应最小。
晶胞的尺寸和形状可用点阵参数来描述，它包括晶胞的各边长度和各边之间的夹角。
根据以上原则，可将晶体划分为7个晶系。
用数学分析法证明晶体的空间点阵只有14种，故这14种空间点阵叫做布拉菲点阵，分属7个晶系，空间点阵虽然只可能有14种，但晶体结构则是无限多的。
1．2．3晶向指数与晶面指数常常涉及到晶体中某些原子在空间排列的方向（晶向）；和某些原子构成的空间平面(晶面)．为区分不同的晶向和晶面，需采用一个统一的标号来标定它们，这种标号叫晶向指数与晶面指数。
1．晶向指数和标定(1)以晶格中某结点为原点，取点阵常数为三坐标轴的单位长度，建立右旋坐标系，定出欲求晶向上任意两个点的坐标。
(2)“末”点坐标减去“始”点坐标，得到沿该坐标系备轴方向移动的点阵参数的数目。
(3)将这三个值化成一组互质整数，加上一个方括号即为所求的晶向指数[u v w]，如有某一数为负值，则将负号标注在该数字上方。
2．晶面指数的标定(1)建立如前所述的参考坐标系，但原点应位于待定晶面之外，以避免出现零截距。
(2)找出待定晶面在三轴的截距，如果该晶面与某轴平行，则截距为无穷大。
(3)取截距的倒数，将其化为一组互质的整数，加圆括号．得到晶面指数(h k l)。
3．晶面族与晶向族在晶体中有些晶面原子排列情况相同，面间距也相等，只是空间位向不同，属于同一晶面族用｛h k l｝表示。
晶向族用〈u v w〉表示，代表原子排列相同，空间位向不同的所有晶相。
4．六方系晶面及晶向指数标定坐标系使用了四轴，四轴制中，晶面指数的标定同前，采用四抽坐标，晶向指数用[u v t w］表示，其中t= -(u+v)。
原子排列相同的晶向为同一晶向族。
六方系按两种晶轴系所得的晶相指数可相互转换如下。
5.晶带相交于某一晶向直线或平行于此直线的晶面构成一个晶带，此直线称晶带轴。
立方系某晶面（h k l）以［u v w］为晶带轴必有hu+ kv+lw =0两个不平行的晶面（h1k1l1）,（h2k2l2）的晶带轴［u v w］可如下求得6.晶面间距对于不同的晶面族｛hkl｝其晶面间距也不同。
晶面间距，见公式（1-6）。
此公式用于复杂点阵（如体心立方，面心立方等）时要考虑晶面曾数的增加。
1．3材料的晶体结构金属键具有无方向性特点，金属大多趋于紧密，高对称性的简单排列。
共价键与离子键材料为适应键、离子尺寸差别和价引起的种种限制，往往具有较复杂的结构。
1．3．1典型金属的晶体结构最常见的金属的晶体结构有体心立方、面心立方和密排立方。
1．晶胞中原子数晶体由大量晶胞堆砌而成，故处于晶胞顶角或周面上的原子就不会为一个晶胞所独，只有晶胞内的原子才为晶胞所独有。
假设相同的原子是等径钢球，最密排方向上原于彼此相切，两球心距离之半便是原子半径。
体心立方晶胞在< l11>方向上原子被此相切，原子半径r与晶格常数a的关系为：r＝／40。
2．配位数与致密度晶体中原子排列的紧密程度是反映晶体结构特征的一个重要因素。
为了定量地表示原子排列的紧密程度，通常应用配位数和致密度这两个参数。
配位数是指晶体结构中，与任一原于最近邻并且等距离的原子数。
体心立方对面心立方结构致密度为，的密排六方结构(G／1．633)配位数也是12，致密度也是0．74。
3．晶体中原子的堆垛方式面心立方与密排六方虽然晶体结构不同，但配位数与致密度却相同，为搞清其原因，必须研究晶体中原子的堆垛方式。
面心立方与密排六方的密排｛111｝与（0001）原子排列情况完全相同，密排六方结构可看成由（0001）面沿[001]方向逐层堆垛而成，即按ABAB……顺序堆垛即为密排六方结构。
面心立方结构堆垛方式，它是以(111)面逐层堆垛而成的，即按ABCABC……顺序堆垛。
原子排列的紧密程度，故两者都是最紧密排列。
4．晶体体结构中的间隙由原子排列的刚球模型可看出球与球之间存在许多间隙，分析间隙的数量、大小及位置对了解材料的相结构、扩散、相变等问题都是很重要的。