3、第三节晶体的生长理论+第二章+对称的概....ppt

晶体光学及矿物学 田建锋 基本概念复习 空间格子 行列 面网 平行六面体 布拉维格子 晶体的基本性质 晶体的形成方式（宏观） 第四节 晶体的形成 一、晶体的形成方式（宏观） 1．由气相转变为晶体。即凝华作用。 2．由液相转变为晶体。最为常见的一种转变方式。包括 （1）从熔体中结晶； （2）从液体中结晶。 3．由固相转变为晶体 (1)非晶质的脱玻化； (2)细小颗粒的长大; (3)变质反应; (4)固溶体分离; (5)同质多像转变. 第四节 晶体的形成 二、晶体生长理论（微观） 晶体的生长与其生长环境是密不可分的，在适当的环境条件下，组成晶体的质点就会按空间格子规律聚集并结合形成体积微小的晶体微粒即晶核，然后晶体便以晶核为中心继续生长。在这个过程中，晶体究竟是如何生长的呢？ 第四节 晶体的形成 1．科塞尔理论 在理想条件下，晶体的生长将是长完了一个行列再长相邻 的行列，长满了一层面网再长相邻的另一层面网，晶面（晶体最外层面网）是平行向外推 移生长的，这就是科塞尔理论， 也称层生长理论。 第四节 晶体的形成 2．螺旋生长理论模型（BCF理论模型） 该模型认为晶面上存在螺旋位错露头点可以作为晶体生长的台阶源,可以对平坦面的生长起着催化作用，这种台阶源永不消失，因此不需要形成二维核，这样便成功地解释了晶体在很低过饱和度下仍能生长这一实验现象。 第四节 晶体的形成 3．布拉维法则(law of Bravais)：晶体上的实际晶面往往平行于面网密度大的面网，即晶体为面网密度大的晶面所包围。 面网密度大?面网间距大?对生长质点吸引力小?生长速度慢?在晶形上保留 (生长速度快?尖灭) 该法则很好地解释了，同种物质的晶体上，大晶体上的晶面数目少而且简单，而小晶体上的晶面多而复杂的原因。 缺点：忽略了晶体生长环境对晶面生长速度的影响。 第四节 晶体的形成 4. 面角守恒定律 同种物质的（成分与结构相同）晶体，其对应晶面间的夹角恒等。这就是面角恒等定律。 主要知识点 晶体的概念 空间格子的形成过程 7种原始格子和十四种布拉维格子 晶体的基本性质(5条) 晶体的层生长理论(科塞尔理论) 布拉维法则 面角守恒定律 第二章 晶体的几何特征及表述 第一节 对称的概念及晶体的对称性 第一节 对称的概念及晶体的对称性 对称：物体中的等同部分有规律的重复。对称存在的两个条件： 1）物体必须可以分为若干彼此相同的部分； 2）这些相同的部分之间可以通过某些操作而发生有规律的重复。 第一节 对称的概念及晶体的对称性 二、晶体对称的特点 1）由于晶体内部都具有格子构造，通过平移，可使相同质点重复，因此，所有的晶体结构都是对称的； 2）晶体的对称受格子构造规律的限制，因此，晶体的对称是有限的，它遵循“晶体对称定律”； 3）晶体的对称不仅体现在外形上，同时也体现在物理、化学性质上。 由以上可见:格子构造使得所有晶体都是对称的，格子构造也使得并不是所有对称都能在晶体中出现的。 第二节 晶体的对称要素和对称操作 对称操作：使对称图形中相同部分重复的操作，叫对称操作。 对称要素：在进行对称操作时所应用的辅助几何要素（点、线、面），称为对称要素。 对称面—P 操作为反映。 可以有多个对称面存在，如3P、6P等. 对称轴—Ln 操作为旋转 。其中n 代表轴次，意指旋转360度相同部分重复的次数。旋转一次的角度为基转角α，关系为：n=360/α。 晶体的对称定律：由于晶体是具有格子构造的固体物质，这种质点格子状的分布特点决定了晶体的对称轴只有n = 1，2，3，4，6这五种，不可能出现n = 5， n 〉6的情况。 直观形象的理解：垂直五次及高于六次的对称轴的平面结构不能构成面网，且不能毫无间隙地铺满整个空间, 即不能成为晶体结构。 数学的证明方法为： 如下图：现假设有一基转角为α的对称轴垂直图面且通过空间格子中的一个结点A，而B则为与A相邻的另一个结点。由于空间格子中的各个结点必定都是等同点，因此，还必须存在有另一基转角亦为α的对称轴m垂直通过结点B。 现在通过对称轴l的作用，从B出发逆时针旋转α角而至C；通过对称轴m的作用，从A出发顺时针旋转α角而至D。显然，D和C既然可以分别借助于对称轴m和l的作用而与结点A和B对称重复，因而C和D必定亦为：同时， AC=BD=AB 于是，联接A、B、C、D成一等腰梯形，从而AB//CD。 由于空间格子中相互平行的行列，他们的结点间距必须相等，因此应当有： CD=K*AB 在此，K应为整数。现过A和B分别作CD的垂线AE和BF CD=CE+EF+FD=AC* sin(α-90)+AB+BD* sin(α-90) =AB*（