第一章晶体的基本性质.ppt

* * 一、空间格子 空间格子的概念 几何结晶学基础 第一章 晶体的基本性质 用以表示晶体内部质点排列的规律性。是从实际晶体构造中抽象出来的一种由相当点排列而成的几何图形。 相当点 为晶体构造中的一系列几何点，这些点周围的环境是完全相同的，即各相当点在相同的方向上隔相同的距离，有相同的质点分布。 几何结晶学基础 第一章 晶体的基本性质 一、空间格子 图a为一晶体的平面结构图，我们在结构中任意选择一个点（例如选在灰色的点），然后在结构中找出此点的相当点，将这套相当点抽取出来，如图b所示（在有些书籍中，将晶体结构中的相当点抽取出来所形成的一系列点的分布图案，称为点阵。）再将相当点按一定规则相连就形成了空间格子，如图c所示。 我们也可以选择红点或绿点或蓝点作为相当点，可以得到与灰点同样的空间格子。即：晶体结构中的任一点都可以找到与之满足条件的相当点，画出空间格子。同一晶体中以不同套相当点画出的空间格子是完全相同的，如图。 质点（Cl-、Cs+）在晶体构造中的任一方向上的相同部分呈等间距、周期性的重复出现，排列成三度空间的立体格子。 几何结晶学基础 第一章 晶体的基本性质 一、空间格子 空间格子的要素 ⑴ 结点 是空间格子中的点，代表晶体构造中的相当点，在实际晶体构造中，结点可以为相同的离子、原子或分子占据。但结点本身不代表任何质点,是只具有几何意义的几何点。 几何结晶学基础 第一章 晶体的基本性质 一、空间格子 ⑵ 行列 由结点在直线上排列而成。空间格子中任意二结点联结起来的直线就是一条行列。行列中相邻结点之间的距离称为该行列的结点间距，同一行列中结点间距相等，彼此平行的行列结点间距也是相等的，不平行的行列，结点间距一般不等。 几何结晶学基础 第一章 晶体的基本性质 一、空间格子 ⑶ 面网 由结点在平面上排列而成。空间格子中任意三个不在同一行列上的结点就可联结成一个面网。 面网上单位面积内的结点数目称为面网密度。互相平行的相邻两面网之间的垂直距离称为面网间距。 几何结晶学基础 第一章 晶体的基本性质 一、空间格子 1、相互平行的面网，面网密度必相同，且任二相邻面网间的面网间距(interplanar spacing)也必定相等 2、互不平行的面网，面网密度及面网间距一般不同。面网密度大的面网其面网间距亦大，反之，密度小，间距亦小 ⑷ 平行六面体 是空间格子的最小单位，由三对平行而且相等的面构成。在实际晶体中，这样划分出来的最小单位称为晶胞。 空间格子可以看成是平行六面体在三度空间平行、无间隙地重复堆砌而成的。而整个晶体结构可以视为晶胞在三度空间平行、无间隙的重复堆砌。 几何结晶学基础 第一章 晶体的基本性质 一、空间格子 晶体的多面体外形是其格子构造在晶体形态上的反映：晶体多面体为晶面所包围，晶面相交成晶棱，晶棱汇聚成角顶。 几何结晶学基础 第一章 晶体的基本性质 二、晶面发育的一般规律 1.科塞尔原理 科塞尔提出地晶面生长规律：如图所示：1（三面凹角位置）→2（两面凹角位置）→3（新的一层的起点），即先长完一条行列，然后再长相邻行列，长满一层面网或再长第二层面网。晶面是平行地向外推移的。 几何结晶学基础 第一章 晶体的基本性质 二、晶面发育的一般规律 2.布拉维法则 生长速度大的晶面逐渐缩小、消失；速度小的扩大，保留。 生长速度主要受面网本身的性质（密度）影响，即与晶面的面网密度成反比关系。 晶体为面网密度大的晶面所包围 几何结晶学基础 第一章 晶体的基本性质 二、晶面发育的一般规律 3.面角恒等定律 在理想条件下，相同面网密度的晶面生长速度相同，应是同形等大的。但在外界条件影响下，这些晶面得不到相等的发育，形成偏离理想晶体的歪晶，使这些晶面大小悬殊、形状各异。 但是，成分和构造相同的所有晶体，其对应晶面间的夹角恒等，称为面角恒等定律。 可用格子构造解释：成分和构造相同的晶体，其对应晶面的面网相同，其夹角必然相等。晶体生长时晶面又是平行向外推移的，因此，不论晶体生长的形态如何，其晶面间的夹角是不会改变的。 几何结晶学基础 第一章 晶体的基本性质 二、晶面发育的一般规律 1.自限性 (selfconfinement ) 晶体具有自发的形成几何多面体形态的性质，即自限性。非晶质是无定形的，不能自发的形成几何多面体形态，如玻璃。 几何结晶学基础 第一章 晶体的基本性质 三、晶体的基本性质 *