[中学联盟]安徽省铜陵县第三中学人教版高中物理竞赛教程《晶体学基础》课件(共56张).pptVIP

1.晶体的分类 2.晶体的特性 1.晶体的特性 2.周期性 在直线点阵中，连接相邻两阵点的向量,称为直线点阵的素向量，用a表示, 2a、3a等代表复向量。素向量a的长度a称为点阵参数。 最简单的情况是等径圆球密置层，每个球抽取为一个点，这些点即构成平面点阵。 选择任意一个阵点为原点，连接两上最相邻的两个阵点作为素向量a，再在其它某个方向上找到最相邻的一个点，作为素向量b。素向量b的选择有无数种方式。素向量a和b的长度a、b，以及两者的夹角?=a?b，称为点阵参数。 根据所选择的素向量，将各点阵点连上线，平面点阵划分为一个个并置堆砌的平行四边形，平面点阵形成由线连成的格子，称为平面格子。其中的每个平行四边形称为一个单位。 选取三个不平行、不共面的单位向量 a, b, c,可将空间点阵划分为空间格子。空间格子一定是平行六面体(晶格)。3个素向量的长度a、b、c以及彼此间的夹角?＝b ? c、?＝a? c、?=a? b称为空间点阵的点阵参数。根据平行六面体单位中包含的阵点的数目，分为素单位和复单位。 正当空间格子只有 7 种形状 14 种型式。 图中的晶胞是指实线小立方体还是指虚线大立方体？为什么？ ⑴已知CaSO4·2H2O晶体的点阵常数为 a=567pm，b=1515pm，c=651pm， β＝118°23′，该晶体属于什么晶系? 单斜晶系的晶胞参数为a≠b≠c， α=γ=90°，β90°，所以该晶体属于单斜晶系。 ⑵指出下列晶胞所属晶系 ①a=736pm，b=534pm，c=1245pm，α≠β≠γ。 ②a=b=1073pm，c=1430pm，α=β=90°，γ=120°。 三种立方点阵形式：面心、体心、简单立方晶胞 二种四方点阵形式：体心、简单四方晶胞 四种正交点阵形式：简单、底心、体心、面心正交晶胞 一种三斜(简单)、两种单斜形式：简单、底心单斜晶胞 一种六方、一种三方晶胞 ⑴图中哪种晶胞（实线的立方体）是体心晶胞？ 特征：体心晶胞的特征是晶胞内的任一原子作体心平移(1/2,1/2,1/2)，必得到与它完全相同的原子。 方法：若在一个晶胞里只有2个原子，一个原子的坐标为(0,0,0)，另一个原子的坐标为(1/2,1/2,1/2)，而且它们是同种原子，这个晶胞是体心晶胞。若它们不是同种原子，表明不能作体心平移，是素晶胞。 金属钠的晶胞是体心晶胞； 氯化铯是素晶胞。 ⑵图中哪种晶胞（实线的立方体）是面心晶胞？ 特征：可作面心平移，即所有原子均可作(1/2,1/2,0；0,1/2,1/2；1/2,0,1/2)平移得到周围环境完全相同的原子。 方法：晶胞顶角有一个原子，在晶胞三对平行面的中心必有完全相同的原子（周围环境也相同）而且它们是同种原子，这个晶胞是面心晶胞。若它们不是同种原子，表明不能作体心平移，是素晶胞。 金属铜是面心晶胞； Cu3Au是素晶胞。 ⑶金刚石晶胞是不是面心晶胞？ 金刚石晶胞中有8个原子，它们的原子 坐标分别是(0,0,0) —顶角原子；(1/2,1/2,0);(1/2,0,1/2);(0,1/2, 1/2) —3个面心原子；这4个原子是面心平移关系。 (3/4,1/4,1/4);(1/4,3/4,1/4);(1/4,1/4,3/4)和(3/4,3/4,3/4) —4个分处晶胞4条体对角线上的原子；这4个原子也是面心平移关系。 ⑷干冰晶胞是不是面心晶胞？ 干冰晶胞不是面心晶胞。 因为该晶胞中有4个取向不同的二氧化碳分子，它们是不可能进行面心平移的。顶角二氧化碳分子是一种取向，3对面心的二氧化碳分子的取向与顶角二氧化碳分子的取向都不同，而且它们也互不相同。 相同的二氧化碳分子是四种。 ⑸图中的实线给出了碘的晶胞(正交晶胞)，请问：它是什么底心晶胞（A、B、C）？ 特征：可作底心平移，即晶胞中的原子能发生 (1/2,1/2,0)平移称为C底心；(0,1/2,1/2)平移称为A底心；(1/2,0,1/2)平移称为B底心。底心平移是指只能发生其中一种平移。 将晶胞原点移至bc面心(A)和ab面心(C)均不能使所有原子坐标不变，只有将晶胞原点移至ac面心(B)才得到所有原子坐标不变的新晶胞，所以碘的晶胞是B底心(正交)晶胞。 晶胞中相同的碘分子是二种。 3. 7个晶系和14种布拉维格子 二、晶胞 ⑴7个晶系 立方 Cubic a=b=c, ?=?=?=90° 四方 Tetragonal a=b?c, ?=?=?=90° 正交 Rhombic a?b?c, ?=?=?=90° 三方 Rhombohedral a=b=c, ?=?=?＜120°?90° 六方 Hexagonal a=b?c, ?=?=90°, ?=120° 单斜 Monoc