晶体 非晶体 准晶体.ppt

一、晶体的概念 从本质上来讲，内部质点在三维空间 呈周期性重复排列的固体称为晶体。 即晶体是具有格子构造的固体。 §1 晶体、非晶质体与准晶体 晶体（crystal） 如：在石英晶体结构中， 以A为中心选取一个正六边形环作为研究对象，让它在三个不同的方向上平移。平移一段距离（假设为d1和d2）后六边形环与另外的六边形环重合。继续沿相同的方向平移相同的距离后，六边形环仍然与相应的六边形环重合，从而说明晶体内部质点的周期性排列。 结晶质（crystalline）： 　　是内部质点（原子、离子或分子）在三维空间成周期性平移重复排列的固态物质。 即具有格子构造的固态物质。 　　1）显晶质：借助于肉眼或一般放大镜能分辨出结晶颗粒者。 　　2）隐晶质：用一般放大镜无法分辨出结晶颗粒者。 非晶质体（non-crystal）： 是内部质点在三维空间不作周期性重复排列的固体，即不具格子构造的固体。 非晶质（non-crystalline）： 是内部质点在三维空间不呈规律性重复排列的固态物质。 二、非晶质体的概念 　　晶体与非晶质体的内部结构有着本质性的区别： 晶体既具短程有序（近程规律），也具长程有序（远程规律）。 非晶质体、液体只有近程规律，无远程规律。  气体既无远程规律，也无近程规律。 三、准晶体的概念 准晶体（quasicrystal）： 　　是内部质点的排布具长程有序（远程规律），但不具有三维周期性重复的格子构造的固体。 §2 空间格子 一、空间格子的导出 空间格子： 表示晶体内部结构中质点在周期性重复规律的三维无限的几何图形。 对实际晶体结构作抽象： 　 1）在晶体结构中任选一几何点。 　　2）在结构中找出与此点相当的几何点，这样一系列的点称相当点。 相当点（等同点）：在晶体结构中的位置及环境均完全相同的点。 3）将相当点从晶体结构中抽象出来，构成一个空间点阵。 4）以三组不共面的直线将阵点连接起来，即形成了三维格子状的空间格子。 二、空间格子的要素 1．结点 空间格子中的点，代表晶体结构中的相当点，为几何点。 2．行列 分布在同一直线上的结点即构成一个行列。 结点间距：行列上相邻两结点间的距离。 注意：同一行列上及相互平行的行列上的结点间距必定相等。 3．面网 连接分布在同一平面内的结点构成一个面网。 面网密度：面网上单位面积内的结点数。 面网间距：相互平行的相邻两面网间的垂直距离。 4．平行六面体 空间格子可被三组相交的行列划分出一个最小重复单位 ——平行六面体。 空间格子可视为由平行六面体在三维空间平行、毫无间隙地重复堆砌而成的。 晶胞：实际晶体结构中划分出的最小组成单位。 注意： 晶胞的形状和大小，取决于其三个彼此相交的行列(X、Y、Z)上的结点间距(a0、b0、c0)及其夹角 ( ?、?、?，其中 ? = Y∧Z， ? = X∧Z ，? = X∧Y ) ?、?、? 和 a0、b0、c0 合称为晶胞参数。 1．自限性 晶体在自由空间中生长时，能自发地形成封闭的凸几何多面体外形。 晶面：晶体表面上自发长成的平面。 晶棱：晶面的交棱。 2．均一性 同一晶体的任一部位的性质都是相同的。 §3 晶体的基本性质 注意： 1）晶体的均一性是由其格子构造决定的，称为结晶均一性。 2）非晶质体也具均一性，但它是宏观统计、平均近似的，称为统计均一性。 液体和气体也具有统计均一性。 3.异向性：晶体的性质随方向的不同而有所差异。 注意： 1）晶体乃是一种均一的各向异性体。 2）非晶质体一般表现为等向性，其性质一般不随方向而改变。 3）晶体具异向性，并不排斥在某些特定的方向上的性质相同。 4．对称性 晶体的相同部分（如外形上的相同晶面、晶棱或角顶，内部结构中的相同面网、行列或质点等）或性质，能够在不同的方向或位置上有规律地重复出现。 5．最小内能性 在相同的热力学条件下，与同种化学成分的非晶质体、液体及气体相比，以晶体的内能为