绪 论[精选].ppt

绪 论 课程简介（什么是晶体学？） 晶体学及其研究内容 晶体的概念 非晶质体和准晶体 空间点阵（晶体点阵） 晶体的基本性质 晶体学（结晶学）发展历史简介 始于17世纪中叶人类的矿业活动，与天文学一起成为人类自然科学发展最早的两门科学。 17～18世纪：以研究晶体形态为主，也初步推测研究晶体内部结构的几何规律； 19世纪末～20世纪初：X－射线的发现及其对晶体结构的测量，进入晶体内部结构研究阶段； 20世纪70年代以来：透射电镜研究晶体内部超微结构； 20世纪80年代，准晶体的发现开辟了晶体对称理论新领域。 晶体学的分支 晶体生成学(crystallogeny): 研究天然及人工晶体的发生、成长和变 化的过程与机理, 以及控制和影响它们的因素; 几何结晶学(geometrical crystallography):研究晶体外表几何多面体 的形状及其间的规律性; 晶体结构学（crystal structure）：研究晶体结构的几何规律、结构 型式＆构造的缺陷； 晶体化学(crystal chemistry): 亦称结晶化学,研究晶体的化学组成与 晶体结构以及晶体的物理、化学性质间关系的规律性; 晶体物理学(crystal physics): 研究晶体的各项物理性质及其产生的 机理。 本课程以晶体形态对称规律及晶体内部结构对称规律为主，简介晶体化学与晶体生长。 晶体的概念 晶体—具有格子构造的固体, 或内部质点在三维 空间成周期性重复排列的固体。 homogeneous solid containing long-range order in three dimensional space 如何理解? 格子构造(＝空间点阵)是什么?(next…) 是固体, 而非液体或气体 即晶体内部的质点排列具有周期性(长程有序, long-range order)； 在原子近邻具有的周期性，叫短程有序(short-range order)， 液体具有短程有序；气体既无长程，也无短程有序。 非晶体和准晶体 非晶体(non-crystal): 内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体。（玻璃、松香、琥珀等） 不具有long-range order 非晶体和准晶体 准晶体(quasi-crystal): 具有准周期平移格子构造的固体。（富勒烯C60) 平移准周期－不同于晶体中的平移周期, 但具有自相似性(放大或缩) 。 非晶体和准晶体 目前推导的准晶体点群共28种, 单形42个, 5个晶系。 晶体点阵 基本术语 质点 结点(node)或阵点(lattice point) 行列(row)和结点间距(row-spacing) 面网(net), 面网密度(reticular density)和面网 间距(interplanar spacing) 空间点阵(space lattice)或空间格子 平行六面体和单位晶胞(unit cell) 几个概念的关系 晶体 (远古年代的定义：自发形成规则形态的物体； 现代的定义：内部结构具有周期重复性，即具有 格子构造 的物体。） 格子构造（晶体结构的周期重复规律，这种规律是可 以用格子状的图形－空间点阵表示的。） 空间点阵 （表示晶体结构周期重复规律的简单几何图形 要画出空间点阵，就一定要找出相当点。） 相当点 （两个条件：1、性质相同，2、周围环境相同。） 导出空间点阵的方法 首先在晶体结构中找出相当点，再将相当点按照一定的规律连接起来就形成了空间点阵。 相当点（两个条件：1、性质相同，2、周围环境相同。） 可以认为具体的晶体结构是多套空间点阵组成的，见图。 晶体点阵?空间点阵 一维图案 A－NaCl中沿y轴Na+和Cl-排列的情况 B－Na+的直线排列 C－抽象为直线点阵 晶体点阵?空间点阵 二维图案 (a)－NaCl中xy平面Na+和Cl-排列的情况 (b)－Na+或Cl-的平面排列 下－抽象为平面点阵 晶体点阵?空间点阵 三维图案 左－NaCl中Na+和Cl-排列的情况 右－抽象为空间点阵 ★结点: 空间点阵中的每一个点阵称为阵点或结点代表具体  晶体结构中的相当点。★行列: 质点在一个方向上的等距离排列（引出:结点间距 ） ★ 面网: 结