第2章 X射线衍射方向-课件（PPT演示）.ppt

第二章 X射线衍射方向 第二章 X射线衍射方向 那么晶体的哪些要素对X射线衍射产生影响呢？为此，有须对晶体几何学作一简单介绍。 晶体几何学：范围很广，在此只讨论最简单的问题： 1. 晶体中的原子是如何排列及其排列方式的表示方法! 2. 不同排列方式会给X射线衍射结果带来什么样的影响。 第一节  晶体几何学简介 第一节 晶体几何学简介 天然矿物晶体： 们通过对天然矿物外部形态的观察发现，绝大多数天然矿物常具有独特的规则几何多面体的外形。 外表多为平整的面所包围。 人们将这种天然生成的固体称为晶体，称其平面为晶面。 第一节 晶体几何学简介 晶体：晶体是由原子、离子或分子在三维空间按一定周期性重复排列所构成的固体物质。 有单晶、多晶、微晶、纳米晶等。 单晶体：整个晶体中原子按一定周期性重复排列的。 第一节 晶体几何学简介 多晶体：许多小单晶按不同取向聚集而成的晶体物质。 晶体并非局限于天然生成的固体，金属和合金在一般条件下都是晶体，一些陶瓷材料是晶体，高聚物在某些条件下也是晶体。 晶体的特点：长程有序，主要是周期性或准周期性。 不同的晶体，原子、离子或分子的排列方式各不相同，呈现出各种不同的性质。 但并不是所有固体都是晶体。 非晶体(amorphous) ： 构成物质的分子或原子不具有周期性排列。如玻璃。 特点：短程有序，而长程无序的无定性体。 晶体与非晶体的比较 一、空间点阵（1） 1、阵点（lattice point） 结构基元：晶体中的原子、离子、分子或其基团在三维空间中作有规则的重复排列，作为基本结构单元的原子、离子或其基团称为结构基元。 阵点：为反映晶体中原子排列周期性。用一个几何点表示一个结构基元，此几何点称为“阵点”或“结点”。 一、空间点阵（2） 一、空间点阵（3） 4. 基本矢量（单位矢量）： 任取一结点为坐标原点，并在空间三方向上选取重复周期a、b、c。矢量a、b、c称为基本矢量或基矢。由3个基矢构成的平行六面体称为单位晶胞或单胞。 二、晶系 按照晶体点阵的对称性，划分为七种晶系。每个晶系最多可包括 4 种点阵。 三、7 种晶系、14种布拉菲点阵（1） 1、立方晶系 : （cubic） 三、 7 种晶系、14种布拉菲点阵（2） 2、正方晶系（四方）（tetragonal） 三、 7 种晶系、14种布拉菲点阵（3） 3、斜方晶系：（正交）（orthorhombic） 三、 7 种晶系、14种布拉菲点阵（4） 4、菱方晶系：（三方） （rhombohedral） 三、 7 种晶系、14种布拉菲点阵（5） 5. 六方晶系：（hexagonal） 三、 7 种晶系、14种布拉菲点阵（6） 6. 单斜晶系：（monoclnic） 三、 7 种晶系、14种布拉菲点阵（7） 7. 三斜晶系：（triclinic） 三、 7 种晶系、14种布拉菲点阵 三、 7 种晶系、14种布拉菲点阵 四、单胞结点数 N Nc－单胞角上结点数，位于单胞角上，属于8个单胞。 五、晶体结构与空间点阵（1） 晶体结构可表示为： 空间点阵＋结构基元 晶体结构。 1. 完全相同的一种原子组成的晶体：原子排列与点阵重合，此点阵就是“晶格”。（如纯金属） 五、晶体结构与空间点阵（2） 2. 多种原子构成晶体：各结构基元中相同原子都可构成相应的点阵。因此，每种晶体都有其特有的晶体结构。 3. 不同种类晶体具有不同的结构基元，但可具有同种类型的空间点阵。如：NaCl、 KCl、 LiCl等。 如：以下三种不同的晶体结构，同属于一种布拉菲点阵。 六、常见金属的晶体结构 单质金属： 晶体结构最简单，原子处在布拉菲点阵的结点上而形成（密排六方晶体除外）。 常见的金属晶体结构： 1、面心立方（fcc）：Ag、Al、Au、Pt、Cu、Ni、γ-Fe等； 2、体心立方（bcc）：Cr、W、Mo、Ta、Nb、V、α-Fe等； 3、密排六方（hcp）：Cd、Mg、Zn、α-Ti、α-Co等； 4、菱方结构：锑、铋、汞等； 5、正方结构：铟、 β-锡等； 6、斜方结构：镓、α-铀等。 七、晶体学指数 （一）晶面指数（Miller指数） 晶体点阵可在任意方向上分解为相互平行一组阵点平面。 1. 同一取向阵点平面：相互平行、间距相等、阵点排布相同。 2. 不同取向阵点平面：阵点排布特征各异。 在晶体学上，称这阵点平面为“晶面”。 习惯用（hkl）来表示一组晶面，称为“晶面指数”或米勒（Miller.W.H）指数。 其中，h、k、l 是晶面在三个坐标轴上截距倒数的互质比。 七、晶体学指数 晶面指数求法 1. 求晶面与三坐标轴截距； 2. 用轴单位量度截距