第一章 晶体结构(Crystal Structure)

但在一个原子附近的若干原子的排列是有 一定规则的排列——短程有序。
准晶体：
介于周期晶体和非晶玻璃之间的一种新的 固体物质形态。
天然 氯化钠晶体
§1.1 晶体的宏观特性
1、长程有序 内部原子有规则排列，长程有序。有一定 的熔点。 2、自限性 自发形成封闭几何外形的能力。 晶体生长过程会自发形成晶面、晶面相交 形成晶棱、晶棱会聚成顶点、形成凸多面体 外形，将自身封闭起来。又称为自范性 。
§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。
§1.3wk.baidu.com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．
第一章 晶体结构 (Crystal Structure)
§1.1 晶体的宏观特性 §1.2 空间点阵 §1.3 晶格的周期性 §1.4 密堆积与配位数 §1.5 几种典型的晶体结构 §1.6 晶向指数与晶面指数 §1.7 晶体的宏观对称性 §1.8 晶体的微观对称性 §1.9 倒格子 §1.10 晶体结构的实验确定
第一章 晶体结构
固体材料是由大量的原子（或离子、分子） 组成的。 固体材料中的原子按一定的规律排列。
按照固体材料中原子排列的方式可以将固 体材料分为三类： 晶体、非晶体和准晶体。
晶体的定义—
原子、分子、离子、原子团有规则地在三 维空间的周期性重复排列形成的固体。
长程有序 (long-range crystallographic order）
晶体分 单晶体和多晶体
单晶体： 单晶体中原子排列的周期性是在整个固 体内部存在的；无限大的严格的单晶体可以 看成是完美的晶体。 多晶体： 是由很多不同取向的单晶体的晶粒组成 的固体。
非晶体（amorphous)：
内部的粒子(原子、分子、离子或原子团） 在三维空间不是周期性的有规则的排列。 长程无序(long-range crystallographic disorder).
5、各向异性(anisotropy) 沿晶体内部的不同方向上有不同的物理性 质。 晶体的电导率、电阻率、折射率、机械强 度等电学、光、磁学、热学性质，沿晶体的 不同方向有不同的数值，称为各向异性。 晶体的各向异性是晶体区别于非晶体的重 要特性。
6、均匀性（ homogeneity ） 内部各部分的客观性质相同。 晶体中任何两个形状、大小、取向相同的 部分的化学组成一致、密度相同、结构相同、 物理性质相同等，这源于原子的周期性排列。 Homogeneity与anisotropy是相互补充的。
7、对称性(symmetry) 由于内部质点有规则排列而形成的特殊性 质。 对称—物体中相同部分的有规律地重复。 晶体的理想外形、内部结构、物理化学性 质均有其特殊的对称性。
8、稳定性 从气态、液态、非晶态等过渡到晶态时都 要放热。 从晶态过渡到气态、液态、非晶态等时都 要吸热。
与同种物质的其他形态（气态、液态、非 晶态、等离子态等）相比，晶体的内能最小、 最稳定。 晶体具有固定的熔点，而非晶体则没有固 定的熔点。
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
由两个面心立方 子晶格相互位移套 构而成。
3、晶面角守恒定律 同一种晶体在相同的温度和压力下，对 应晶面之间的夹角不变。
如石英晶体的晶面之间夹角：
ab之间的夹角 = 141º 47´ bc之间的夹角 = 120º 00´ ac之间的夹角 = 113º 03´
4、解理性（Cleave property） 晶体受到外力作用时会沿着某一个或几个 特定的晶面劈裂开的性质称为解理性。 劈裂开的晶面称为解理面。 该现象说明，平行于解理面的原子层之间 的结合力弱，原子层的间距大，解理面是面指 数低的晶面。 如云母，可沿自然层状结构平行方向劈为 薄片；圆单晶硅片可沿一定的晶面划成薄片。
2、晶体结构的周期性
由于晶体中所有的基元完全等价，所以整个 晶体的结构可以看作是由基元沿空间3个不同方向, 各按一定的周期平移而构成。
即：晶体结构 = 点阵 + 基元。
3、原胞与晶胞 用平行的直线连接点阵中所有的格点所形成 网格，称为晶格。 构成晶格的最小周期性结构单元称为原胞. 原胞的选取不唯一。原胞中只含一个基元。 原胞基矢用a1、a2、a3来表示。
原胞往往不能反映晶格的对称性。 在能够保持晶格对称性的前提下，构成晶体 的最小的周期性结构单元，称为结晶学原胞，简 称晶胞。 晶胞一般不等于原胞。其体积（面积）可以 是原胞的整数倍。 晶胞基矢用a、b、c (晶格常数)来表示。
4、简单晶格与复式晶格 简单晶格： 如果晶体由完全相同的一种原子组成，例 如铜晶体的基元只包含一个铜原子，这种晶体 的晶格称为简单晶格，简单晶格与晶体基元代 表点的空间格子相同。