结晶学中的一些概念

结晶学中的一些概念

晶体：晶体是具有格子构造的固体

空间格子几种要素：结点、行列、面网、平行六面体

结点：是空间格子中的点

行列：结点在直线上的排列即构成行列

面网：结点在平面上的分布即构成面网

平行六面体：从三维空间来看，空间格子可以划出一个最小重复单位

晶体的基本性质：自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能、稳定性

结晶学的主要研究内容：晶体生长学、几何结晶学、晶体结构学和晶体化学、晶体物理学晶体形成的方式：由液相转变为固相、由气相转变为固相、由固相再结晶为固相

同质多象转变：指某种晶体，在热力学条件改变时转变为另一种在新条件下稳定的晶体。它们在转变前后的成分相同，但晶体结构不同。

布拉维法则：实际晶体的晶面常常平行网面结点密度最大的面网。

居里—吴里夫原理：晶体生长的平衡形态应具有最小表面能。

周期键链(PBC)理论：晶体平行键链生长，键力最强的方向生长最快。

F面：又称平坦面，有两个以上的PBC与之平行，面网密度最大，质点结合到F面上去时，只形成一个强健，晶面生长速度慢，易形成晶体的主要面。

S面：或称阶梯面，只有一个PBC与之平行，面网密度中等，质点结合到S面上去时，形成的强健至少比F面多一个，晶面生长速度中等。

K面：或称扭折面，不平行任何PBC，面网密度小，扭折处的法线方向与PBC一致，质点极易从扭折处进入晶面，晶面生长速度快，是易消失的晶面。

影响晶体生长的外部因素：涡流、温度、杂质、粘度、结晶速度、生长顺序与生长空间、应力作用

标型特征：同一种矿物的天然晶体于不同的地质条件下形成时，在形态上、物理性质上部可能显示不同的特征，这些特征标志着晶体的生长环境。

蚀像：晶面溶解时，将首先在一些薄弱地方溶解出小凹坑。

人工合成晶体方法：水热法提拉法焰熔法

面角守恒定律：同种物质的晶体，其对应晶面间的角度守恒

面角：为了便于投影和运算，一般所测的角度，不是晶面的夹角，而是晶面的法线间角(晶面夹角的补角)

晶体的对称是取决于它内在的格子构造

对称:对称就是物体相同部分有规律的重复

晶体对称的特点:1)所有的晶体都具有对称性。由于晶体内部都具有格子构造，而格子构造本身就是质点在三维空间周期重复的体现。

2)晶体的对称受格子构造规律的限制。也就是说只有符合格子构造规律的对称才能在晶体上体现。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(如光学、力学、热学、电学性质等)上。晶体的对称既取决于其内在的本质---格子构造，因此，也就是说晶体的对称不仅包含着几何意义，也包含着物理意义。

对称要素:在进行对称操作时所凭借的借助几何要素(点、线、面)

对称面(P)

晶体中对称面与晶面、晶棱可能有如下关系：

1)垂直并平分晶面；

2)垂直晶棱并通过它的中心，

3)包含晶棱。

对称轴(L n)

对称轴是一根假想的直线；相应的对称操作是围绕此直线的旋转。当图形围绕此直线旋转一定角度后，可使相等部分重复。旋转一周重复的次数称为轴次(N)。

基转角a:重复时所旋转的最小角度，两者之间的关系为N＝360／a。

对称轴以L表示，轴次n写在它的右上角，写作L n。

轴次n>2的对称轴，称高次轴，轴次n≤2的称低次轴。

晶体中不可能存在五次及高于六次的对称轴，这一规律，称为晶体的对称定律。

在晶体中，对称轴可能出露的位置为晶面的中心、晶棱的中点或角顶。

对称中心(C)

对称中心是一个假想的点相应的对称操作是对此点的反伸(或称倒反)。如果通过此点作任意直线，则在此直线上距对称中心等距离的两端，必定可以找到对应点。对称中心以字母C 来表示。

旋转反伸轴(L n i)

旋转反伸轴是一相假想的直线，相应的对称操作是围绕此直线的旋转和对此直线上的一个点反伸的复合操作。图形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，可使相等部分重复。

旋转反伸轴以L n i表示，轴次N可为1、2、3、4、6。相应的基转角为360、180、120、90、60。

除L4i外，其余各种旋转反伸轴都可以用其它简单的对称要素和它们的组合来代替，其间关系如下：

L1i＝C；

L2i＝P；

L3i＝L3十C；

L6i＝L3十P⊥

旋转反映轴(L n s)：旋转反映轴为一假想的直线；相应的对称操作为旋转加反映的复合操作。图形围绕它旋转一定角度后，并对垂直它的一个平面进行反映，可使图形的相等部分重复。旋转反映轴以Lns表示．其中S代表反映，N为轴次。

对称要素的组合规律：

1)如果有一个二次轴L2垂直n次轴Ln，则必有n个L2垂直Ln，即L2×Ln= Ln n L2⊥。

2)如果有一个对称面P垂直偶次对称轴Ln（n=2k），则在其交点存在对称中心C，即Ln（n=2k）×P⊥= Ln（n=2k）P⊥C。

3）如果有一个对称面P包含对称轴Ln，则必有N个P包含Ln，即Ln×P∥= LnnP。

4)如果有一个二次轴垂直于旋转反伸轴Lni，或者有一个对称面P包含Lni，当n为奇数时必有nL2垂直Lni和n个对称面包含Lni；当N为偶数时必有N／2个L2垂直Lni和n／2个P包含Lni。

同一对称型的晶体归为一类，称为晶类

根据是否有高次轴以及有一个或多个高次轴．把32个对称型归纳为低、中、高级三个晶族。在各晶族中，再根据对称特点划分晶系，晶系共有七个。它们是属于低级晶族的二斜晶系(无对称轴和对称面)、单斜晶系(二次轴和对称面各不多于一个)和斜方晶系(二次轴或对称面多于一个)；属于中级晶族的四方晶系〔有一个四次轴〕、三方晶系(有一个三次轴)和六方晶系(有一个六次轴)；属于高级晶族的等轴晶系(有四个三次轴)。