结晶学及矿物学 第八章.ppt

第八章 晶体结构 第一节 十四布拉维空间格子 空间格子的划分 （1）划分原则 a. 反映固有的对称性； b. 在上述前提下，棱与棱之间 的直角关系力求最多； c. 在以上二条件的基础上，体 积力求最小； （2）. 各晶系平行六面体的形状 2.14种布拉维格子 2.14种布拉维格子 四方底心格子转化为原始格子 等轴底心格子转化为面心格子 第二节 晶体结构的对称性 晶体外部对称与结构对称之间既有联系又有区别 1.晶体的内部对称要素特点 @ 晶体的内部对称具有微观无限图形的对称特点，因此，在晶体结构中平行于任何一个对称要素都有无穷多的和它相同的对称要素。 @ 在晶体结构中还出现了一种在晶体外形上不可能有的对称操作———平移操作 （1）平移轴：平移重复——无意义 （2）螺旋轴（screw axis）：ns n 轴次（与对称形国际符号中对称轴相同） n：1、 2、 3、 4、 6 S: 旋转后向上移动距离的参数，n的自然数—难点。 21 31 32 41 42 43 61 62 63 64 65 （3）.滑移面（glice plane of symmetry） a滑移面b滑移面 c滑移面 n滑移面 d滑移面 2.空间群 复习： 布拉维格子类型：P、 I、 C、 F 晶体内部对称要素：21 42 64 31 a b c n d 对称型的国际符号： mmm 4/mmm m3m 2.空间群 space group 空间群：是晶体内部结构所有对称要素的组合。 空间群的国际符号： 如 P21/m Fmmm Ibam 空间群的国际符号构成： 格子类型 + 类似对称型的国际符号（简单+平移） 例 4（L4）———空间群的国际符号分别为P4、P41、P42、P43、I4、I41 国际符号能直观地表示出空间格子的类型和对称要素组合 3.等效点系（equipoints） 晶体结构中由一原始点经空间群中所有对称要素的作用所推导出来的规则点系。 这些点所分布的空间位置称为等效位置。描述等效点系时需说明重复点数，魏科夫符号、点位置上的对称性和点的坐标等内容 1 晶体结构类型 依据：最强化学键的分布、原子或配位多面体联结的形式。 1）岛状（island） 结构中存在原子团，团内键强远大于团外。 如橄榄石（Mg，Fe）2（SiO4） 2）环状 (cycle) 结构中的配位多面体封闭成环。如绿柱石Be3Al2［Si6O18］ 3）链状 (chain) 强键单向分布。原子或配位多面体联结成链状，链间以弱键 或较少强键相联。如辉石（Mg，Fe）2（Si2O6）、金红石TiO2 4）层状 (sheet) 强键沿两度空间分布，原子或配位多面体联结成平面网层。层间以分子键或其它弱键相联结。如石墨（C） 5）架状 (framwork) 强键在三度空间均匀分布，但配位多面体主要以共角顶联结，同一角顶联结的配位多面体不超过两个，因而结构开阔。如α一石英（SiO2） 6）配位型 (coordinate) 晶格中只有一种化学键，键在三度空间均匀分布。按配位多面体的类型不同可分为：四面体配位型, 八面体配位型和混合配位型。配位多面体之间可以共面、共棱或共角顶联结，同一角顶所联结的配位多面体不少于3个。如金刚石（C） 7）分子型 (molecular) 晶体中的结构单位为中性分子，分子内部常以较强的共价键联结，分子间以微弱的分子键即范德华力（the Van Der Weals bond）相联结。如自然硫（S） 2．典型结构 不同晶体的结构，若其对应质点的排列方式相同，则称它们的结构是等型的。 结构型常以某一种晶体为代表而命名，这些作为代表的晶体结构称之为典型结构。 如石盐（NaCl）、方铅矿（PbS）、方镁石（MgO）等晶体的结构等型，我们以其中的NaCl晶体作为代表而命名—NaCl型结构。即“NaCl”结构为一典型结构，而方铅矿、方镁石等晶体具“NaCl型”结构。 一些在几何特征上与典型结构近似的晶体结构稍加补充说明后，也可借典型结构来描述，称为某典型结构的“衍生结构”。如黄铁矿（FeS2）结构便可视为“NaCl型”结构的衍生结构。 晶格缺陷： 是一种在晶体结构中的局部范围内，质点排列偏离了格子构造规律的现象。 晶格缺陷按其在晶体结构中分布的