晶体的微观结构

晶体的描述
单晶：理想、无任何缺陷。 多晶：许多不同外形、不同取向的大量单晶体
的组合体。
晶体的解理性：具有沿某些确定方位的晶面劈 裂的性质。 晶带：单晶体的晶面往往排列成带状，晶面的 交线（晶棱）互相平行，这些晶面的组
合称晶带。
带轴：相互平行的晶棱的共同方向成晶轴。 晶轴：重要的带轴。
2.2 晶体材料的微观结构
密勒指数
（3）同一晶面族在两种坐标系下的指数往往不同 （4）一般密勒指数简单的晶面族，面间距大
晶 面 族
五、晶体的对称性 对称操作
1、晶体对称性：经过某些操作后能够完全复原的特性 2、对称操作：若对晶体实行操作（空间变换）后，晶体情况 仍能保持不变（原子分布不变），则称此操作是 该晶体的对称操作。 （1）平移对称操作（对应周期性）： （2）点对称操作（至少有一点保持不动）: （3）对称操作组成对称操作群。 （4）点对称操作组成点群，共32个。 （5）平移对称操作+点群=空间群（230个）
故：反映宏观对称性的基本对称素只有8种
1,
2,
3,
4,
6,
m,
i,
4
将基本对称操作组合起来，就得到32种不包括平移的宏观对称类型
对于晶体微观对称性，对称操作必须包括平移，故多出以下操作
（5）n度螺旋轴 （6）滑移反映面 32种宏观对称性+（5）（6）类对称操作=230种空间群 每种群对应于一特殊的晶格结构
5、14种布拉菲格子
若在上述7种晶胞形状上加上底心、体心或面心后，晶胞仍 保持原来的特征对称素。 研究表明：除去不可能存在的和重复的以外，另有7种带心
晶胞，分别是： 底心单斜、体心正交、面心正交、底心正交、 体心四方、体心立方和面心立方 故共有14种形状的晶胞，称14种格子。
六、密堆积、配位数
为表示晶体中原子结合的紧密程度引入 （1）配位数：晶体中围绕任一原子的等距最近邻的原子数 （2）致密度：晶胞中原子占据的体积与晶胞总体积之比 1、密堆积 定义：若晶体由全同粒子组成，将同种粒子视作等大的刚球 这些全通的圆球最紧密的堆积方式称为密堆积。 有：六角密积 立方密积 两种方式
L均为整数 M\n\p不一定 为整数，一般为 有理数
金 刚 石 中 原 子 价 键 的 取 向 不 同
金 刚 石 由 两 个 面 心 立 方 套 购 而 成
闪 锌 矿 结 构
NaCl晶体
CsCl
三、晶列、晶面及其指数 1、晶列：通过晶体上晶体点阵中任意两个结点连成 的直线许多晶列形成晶列簇（包含所有格点） 2、晶列簇性质：
面心立方格子
（3）布拉菲格子 （4）复式格子 （5）格矢
2、一维布拉菲格子 3、一维复式格子 3、二维情况
4、三维情况：
重复单原是平行六面体，晶格周期性可表为：
(r) (r l1a1 l2a2 l3a3 )
采用原胞基矢 R l1a1 l2a2 l3a3 采用晶胞基矢 R ma nb pc
正 五 边 形 无 法 填 满 整 个 平 面
4、七个晶系 （1）晶系：在晶体学中，有共用特征对称素的一族点群称~ （共同的特征对称素决定着共同的晶胞形状） （2）每个晶系都有确定了标准的晶胞和基矢，晶系的对称性 可以完全由晶胞的对称性来描述。 （3）所有晶体可分为7个晶系：三斜、单斜、正交、四方、 三角、六角和立方（如图）
2、密堆积情况下，配位数为12（最大） 另外配位数还有：8、6、4、3、2几种情况
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一、空间点阵
1、晶体的微观结构具周期性，其几何模型即空间点阵。 2、空间点阵：晶体中诸结点的空间排列
3、基元：晶体中一种或几种粒子组成的最小结构单元。 4、晶体结构=点阵+格点（基元）
碳 60 晶 体 的 晶 胞 ， 晶 体 的 基 元 包 含 60 个 碳 原 子
二、晶格的周期性 基矢 1、定义： （1）原胞（固体物理学原胞）：晶体中最小的重复单元 （2）晶胞（结晶学原胞）：同时反映周期性和对称性， 不一定是最小的重复单元。
3、每一簇晶列的特点是晶列的取向，称为晶向
4、晶列指数：用晶列簇的共同方向——一根晶列的 方向标记晶向 （1）晶列方向的标示方法：
（2）特殊晶列——晶轴
四、晶面和密勒指数 1、晶面：通过结点的平面称为晶面。所有彼此平 行的晶面集合称晶面族。
2、晶面组的特征量：
（1）晶面的方位 （1）方法： （2）在以晶胞基矢为坐标轴时，(h,k,l)称 （2）晶面的面间距 3、用晶面指数标示一族晶面的取向
3、基本对称操作： （1）转动操作（n次旋转对称） 旋转轴：将晶体绕某轴旋转一定角度后，若晶体能完全 复原，该轴称为旋转对称轴。若转动 后能复 原，则定义 n 2 / 为该转轴的次数。 可证明晶体只有1、2、3、4、6次旋转轴 （2）镜面 （3）反演
（4）象转轴：只有 1,2, 3,4,6 五种 但： 1 i, 2 m, 3 3 i, 6 3 m