第14章 晶体结构

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第14章 晶体结构
14.1 固体物质的分类和宏观特征 14.1.1 固体物质的分类
晶体与非晶体(无定形物质)
• 内部微粒按周期性规律排列构 成的固体叫做晶体,微粒无规 则排列构成的固体叫做非晶体 。更确切地说,晶体是长程有 序的(一般达到20nm),非 晶体只是短程有序。
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NaCl晶体
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石英晶体

石英玻璃

• 晶体与非晶体在适当条件下可以相互转化。
• 晶体有单晶体和多晶体。

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14.1.2 固体物质的宏观特征
(单)晶体□ 有一定的结晶几何形状

□ 有一定的熔点
□ 各向异性(晶体的一些物理性质因晶体取向不同 而异。)

□ 有对称性(对称中心、对称面、对称轴)
非晶体 □ 无一定的外形

□ 无固定的熔点
□ 各向同性 □ 无对称性
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14.2 晶体结构的表征
14.2.1 基元、晶体与点阵
• 晶体这类物质的内部到底是 怎么构成的呢?
• 基元 —— 是人为选取晶体中 最小的、彼此完全相同的物 质性结构单元。

ClNa+

这是个类似化学式的概念。例如,对于Cu晶体(面 心立方),基元就是其中的一个个Cu原子,而对于 NaCl晶体,基元是一个Cl离子加上一个相邻Na离 子的空间组合。
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• 布拉菲点阵——人为把每个 基元用一个抽象的空间点来 代表,这些点就构成了空间 点阵,也就是所谓布拉菲点 阵(他首先论证具体形式) 。而点阵中的这些空间点被 称为阵点(位置问题)。
• 为了直观,可将阵点适当连 线,就成为布拉菲格子,可 分为14种。
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Cl-

Na+

并非布拉菲点阵

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14 种 布 拉 菲 格 子

简单立方

体心立方

面心立方

简单四方

体心四方

简单六方

简单菱形

简单正交

底心正交

体心正交

面心正交

简单单斜
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底心单斜

简单三斜

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简单立方
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体心立方
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面心立方 P589表14.2中面心结构……
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简单六方
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• 晶体结构——就可以用这个点阵和每个阵

点代表的基元来表示,可以写成:
晶体结构 = 空间点阵 + 基元 换句话说,如果知道了某个晶体的点阵形 式,又知道基元成分和具体结构,那么这 个晶体就完全确定了。

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14.2.2 空间利用率
某空间中物质的体积 空间利用率   100% 该空间的体积

• 空间利用率反映了物 质中粒子之间的紧密 程度(经常会有相关 的计算)。
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ClNa+

14.2.3 晶胞
• 晶胞是晶体的代表,是晶体中的最

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