1结晶学与矿物学.pptx

结晶学与矿物学crystallography and mineralogy;crystallography and mineralogy课程简介;8/30/2021;课程目的要求;第一篇 结晶学基础（50%学时）（研究对象——晶体）;第二篇 矿物学（50%学时）（研究对象——矿物(天然产出的晶体)）;第一篇 结晶学基础结晶学（晶体学）发展历史及分支学科简介;分支学科： 几何结晶学－研究晶体宏观形态几何规律，主要是对称规律。 晶体结构学－研究晶体内部结构几何规律及缺陷。 晶体化学－研究晶体成分与结构的关系。 晶体生长学－研究晶体生长机理及其影响因素。 晶体物理学－研究晶体物理性质及其产生机理。 以晶体形态对称规律及晶体内部结构对称规律为主，简介晶体化学与晶体生长。;第一章 晶体与晶体的基本性质crystal and the ultimate properties of crystal;一、晶体的基本概念;石盐的晶体结构;2.不具格子构造的物质称为非晶体或非晶态 3.晶体与非晶体在一定条件下可以互相转化 非晶态 晶态 (晶化 ，自发进行) 晶态 非晶态 (非晶化 ，需要外能); 所以,晶体比非晶体稳定。自然界的固体物 质中，绝大多数是晶体。 4.准晶体（quasicrystal)： 一种新的物态，其内部质点排列具有远程规 律，但没有平移周期，即不具格子构造。这种物 态是介于晶体与非晶体之间的一种状态。;二、空间格子; 首先在晶体结构中找出相当点，再将相当点按照一定的 规律连接起来就形成了空间格子。 相当点（两个条件：1、性质相同，2、周围环境相同。）;空间格子与具体的晶体结构是什么关系？ 可以认为具体的晶体结构是多套空间格子组成的，见图。 具体的晶体结构是多种原子、离子组成的，使得其重复规 律不容易看出来，而空间格子就是使其重复规律突出表现出 来。空间格子仅仅是一个体现晶体结构中的周期重复规律的 几何图形，比具体晶体结构要简单的多。;2.空间格子的要素： （1）结点：是空间格子中的点，它们代表晶体 结构中的相当点。在实际晶体中,结点的位置一定 由同种质点所占据。在空间格子中，它们只有几 何意义，为几何点。;（2）行列：结点在直线上的排列构成行列。??间 格子中任意两个结点联结起来就是一条行列的方向。 在同一行列中结点间距是相等的，在平行的行列上 结点间距也是相等的；不同方向的行列，其结点间 距一般是不等的。;（3）面网：结点在平面上的分布构成面网。 空间格子中不在同一行列上的任意三个结点就可以联结成 一个面网，即任意两个相交的行列就可以决定一个面网。 面网上单位面积内结点密度称为面网密度。 相互平行的面网，面网密度相同，面网间距（两相邻面网 间的垂直距）也必定相等； 互不平行的面网，面网密度 及面网间距一般不同。 ;;（4）平行六面体：是空间格子中所划分出的最小 重复单位。它由六个两两平行而且相等的面组成。 实际晶体结构中所划分出的这种最小重复单位, 称为晶胞。 整个晶体结构可视为晶胞在三维空间平行地、 毫无间隙地重复累叠而成。 晶胞的形态和大小取决于晶胞参数（a、b、c； α、β、γ，也称为轴长和轴角）。;平行六面体; 平行六面体可具有各种不同的形状，各种形状的 平行六面体的晶胞参数怎么样？ 我们以后将会看到，平行六面体的形状一共有7 种，对应有7套晶胞参数的形式，也对应7个晶系。;三、晶体的基本性质; 晶体的几何多面体形态受??子构造制约，它 服从于一定的结晶学规律。 2、均一性 是指晶体上的任一部位具有和整个晶体完全相同的性质。 因为晶体是具有格子构造的固体,在一个晶体的各个不同部位都具有完全相同的格子构造，所以它们所表现出的各项性质也必定完全相同——结晶均一性。 ; 非晶质体具有统计均一性。因为非晶质体 不具有格子构造（质点排列不具远程规律），非晶 质体的各个不同部分，没有任何两部分的内部结构 是完全相同的，它们所以它们所表现出的各项性质 也只是在统计意义上才是均一的。如玻璃的不同部 分折射率等也是相同的。 ;3、异向性（各向异性）：;4、对称性： 是指在晶体的外形上,相等的晶面、晶棱和角 顶重复出现的性质。晶体的格子构造本身就是质 点重复规律的体现。所以一切晶体都是对称的。 对称性是晶体极其重要的性质,是晶体分类的 基础。;5、最小内能：; ;晶体有固定的熔点，而非晶质体没有固定的熔点。 6、稳定性： 是指在相同的热力学条件下，晶体比具有相同 化学成分的非晶质体稳定。因为，非晶质体有自 发转变为晶体的必然趋势，而晶体决不会自发转 变为非晶质体。 ;本章重点（3组重要的