第一章晶体的基本性质.ppt

结晶学及矿物学 第一章 晶体及其基本性质（2学时） 第二章??晶体的宏观对称（6+2学时） 第三章 晶体的定向和晶面符号（6+4学时） 第四章 单形和聚形（2学时） 第五章 晶体内部结构的微观结构（2学时） 第六章 晶体化学（4学时） 一.晶体：晶体和非晶体。 二.空间格子： (1)空间格子和相当点的概念 (2)空间格子的获取 三.空间格子的基本要素 (1)结点;(2)行列;(3)面网;(4)平行六面体 四.晶体的基本性质 （1）自限性；（2）均一性；（3）异向性；（4）对称性；（5）最小内能（6）稳定性。 晶体的远古定义（从现象）：能自发生成规则几何多面体形状的固体。显然，该定义不够严谨。 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 排列构成的固体。 homogeneous solid containing long-range order in three dimensional space. 研究表明，数以千计的不同种类晶体尽管各种晶体的结构各不相同，但都具有格子状构造，这是一切晶体的共同属性。 水晶 玻璃 石盐的晶体结构 三.空间格子的基本要素 空间格子中的点，代表晶体结构中的等同点。 为几何点，只有几何意义。 在实际晶体中，结点的位置一定是由同种质点所占据。 结点在直线上的排列即构成行列。 结点间距：行列上两个相邻结点间的距离，即最小重复周期。 是空间格子的最小重复单位。 平行六面体的大小和形状可由结点间距a、b、c及其相互之间的交角a、b、g 表示，它们被称为点阵参数。具体详见第七章。 四.晶体的基本性质 自限性：晶体能自发地形成封闭的凸几何多面体外形的特性。任何晶体在生长过程中，只要有适宜的空间条件，它们都能自发地长成规则几何多面体。晶体为平的晶面所包围，晶面相交成直的晶棱，晶棱相交会聚成尖的角顶。晶面、晶棱和角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。晶体多面体形态受格子构造制约，它服从于一定的结晶学规律。 均一性：晶体内部任意两个部分的化学组成和物理性质是等同的。可以用数学公式来表示, 设在晶体的x处和x + x’处取得小晶体, 则 F(x) ? F (x + x’) 此处F表示化学组成和性质等物理量度。 非晶质体也具有其均一性，但由于非晶质体的质点排列不具有格子构造，所以其均一性是统计的、平均近似的均一，称为统计均一性；而晶体的均一性是取决于其格子构造的，称为结晶均一性。 稳定性：在相同的热力学条件下，具有相同化学成分的晶体和非晶质体相比，晶体是稳定的，而非晶质体是不稳定的。对于化学成分相同的物质，以不同的物理状态存在时，其中以结晶状态最为稳定。这一性质与晶体的内能最小是吻合的。在没有外加能量的情况下，晶体是不会自发地向其它物理状态转变的。 晶体：具有格子构造的固体。 空间格子：是表示晶体内部结构中质点周期性重复排列规律的几何图形。 等同点或相当点：点的内容(或种类)相同;点的周围环境相同。 空间格子的获得：①首先必须找出晶体结构中的相当点②按照一定的规则将相当点连接起来，就形成了空间格子。 从几何意义上正确区分晶体结构和空间格子、晶胞与平行六面体的差异。 晶体的基本性质：自限性，均一性，各向异性，对称性，最小内能，稳定性。 1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?准晶体是一种什么物态??? 2.在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗?为什么? 3.找出图1-2 a中晶体平面结构中氧或硅原子的相当点并画出平面空间格子（即面网）。 4.面网密度大的面网，其面网间距也大，这种说法对不对？试画简图加以定性的说明。 4. 以Si为原始几何点，找出它的相当点，画出空间格子的平面格子；以O为原始几何点，找出它的相当点，画出相应的空间格子的平面格子。这两种情况下画出的平面格子相同吗？为什么？ * 第一部分 结晶学基础 第一章 晶体和空间格子 从几何意义上掌握晶体和空间格子的概念，空间格子的获取过程和空间格子的基本要素，要求能够从几何意义上正确区分晶体结构和空间格子、晶胞与平行六面体的差异，掌握晶体的基本性质，以便为后续内容的掌握奠定良好基础。 教学大纲要求 重点和难点 重点：晶体和空间格子的概念、空间格子的获取和 晶体的基本性质。 难点：空间格子的获取及其几何意义。 主要内容 石英（Quartz） 铬铅矿（Crocoite ）