第八章 晶體結構

第八章晶體結構11.14種布拉維格子2.晶體結構的對稱性3.晶體結構類型與典型結構5.晶格缺陷第一節(jié)十四種布拉維空間格子（1）劃分原則

a.反映固有的對稱性；

b.棱與棱之間的直角關系

力求最多；

c.體積力求最小。2空間格子的劃分等軸斜方三方菱面體三方、六方四方單斜三斜4（2）

各晶系空間格子的形狀晶族晶系格子類型晶體常數(shù)高級等軸立方格子

a=b=c,α=β=γ=90°中級四方四方格子

a=b≠c,α=β=γ=90°三方菱面體格子a=b=c,α=β=γ=109°28′16″

六方及三方六方格子

a=b≠c,α=β=90°γ=120°低級斜方斜方格子

a≠b≠cα=β=γ=90°單斜單斜格子

a≠b≠c,α=γ=90°

β＞90°三斜三斜格子

a≠b≠c,α≠β≠γ≠90°32.14種布拉維格子（1）4種基本格子類型

原始格子（P）：結點8個角頂上。底心格子：角頂及某一對面的中心。①C心格子（C）；結點分布（001）一對面的中心。②A心格子（A）：結點分布（100）一對面的中心。③B心格子（B）：結點分布（010）一對面的中心。體心格子（I）：結點分布角頂和體中心。面心格子（Ｆ）：結點分布于角頂和三對面的中心。PFIABC5（2）14種布拉維格子原始格子(P)底心格子(C)體心格子(I)面心格子(F)三斜晶系PC=PI=PF=P單斜晶系PCI=CF=C斜方晶系PCIF四方晶系PC=PIF=I三方晶系P與本晶系不符I=RF=R六方晶系P不符合六方對稱與空間格子條件不符與空間格子條件不符等軸晶系P與本晶系對稱不符IF6四方底心格子轉化為原始格子等軸底心格子轉化為面心格子71.晶體的內部對稱要素特點@晶體結構中相互平行的相同對稱要素有無窮多個。

@晶體結構中還出現(xiàn)了平移操作

9第二節(jié)晶體結構的對稱性（1）平移軸：平移重復——無意義——假想直線，平移操作（2）螺旋軸（screwaxis）：ns

——假想直線，旋轉+平移操作

n：

軸次，1、2、3、4、6

S:

旋轉后平移距離的參數(shù)，<n的自然數(shù)

101.晶體的內部對稱要素宏觀對稱要素＋特有對稱要素2131

3241

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65標準右旋左旋31=32

左旋41=4311若沿螺旋軸方向的結點間距標記為T，則質點平移的距離t應為（s/n）·T。如21，2為軸次，最小基轉角α＝180°，平移距離t=1/2T2131

3241

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65左旋31=32

左旋41=4311（3）.滑移面

（glidereflectionplane）a滑移面

b滑移面c滑移面

n滑移面

d滑移面a、b、c為軸向滑移，滑移矢量分別為a/2、b/2、c/2n為對角線滑移，移距為（a+b）/2、（a+c）/2、（b+c）/2、（a+b+c）/2等d為金剛石型滑移，移距為（a+b）/4、（a+c）/4、（b+c）/4、（a+b+c）/412——假想平面+直線，反映+平移操作2.空間群spacegroup——晶體內部結構所有對稱要素的組合。空間群的國際符號：

格子類型+類似對稱型的國際符號（簡單+平移）如P21/mFmmmIbam4（L4）———空間群P4、P41、P42、P43、I4、I41

14晶體結構中由一原始點經(jīng)空間群中所有對稱要素的作用所推導出來的規(guī)則點系。

這些點所分布的空間位置稱為等效位置。描述等效點系時需說明重復點數(shù)，魏科夫符號、點位置上的對稱性和點的坐標等內容153.等效點系（equipoints）1晶體結構類型依據(jù)：最強化學鍵的分布、原子或配位多面體聯(lián)結的形式。

1）島狀（island）結構中存在原子團，團內鍵強遠大于團外。如橄欖石（Mg，F(xiàn)e）2（SiO4）

2）環(huán)狀(cycle)

結構中的配位多面體封閉成環(huán)。如綠柱石Be3Al2［Si6O18］

3）鏈狀(chain)

強鍵單向分布。原子或配位多面體聯(lián)結成鏈狀，鏈間以弱鍵或較少強鍵相聯(lián)。如輝石（Mg，F(xiàn)e）2（Si2O6）、金紅石TiO216第三節(jié)晶體結構類型與典型結構4）層狀(sheet)強鍵沿兩度空間分布，原子或配位多面體聯(lián)結成平面網(wǎng)層。層間以分子鍵或其它弱鍵相聯(lián)結。如石墨（C）5）架狀(framwork)強鍵在三度空間均勻分布，但配位多面體主要以共角頂聯(lián)結，同一角頂聯(lián)結的配位多面體不超過兩個，因而結構開闊。如α一石英（SiO2）6）配位型(coordinate)晶格中只有一種化學鍵，鍵在三度空間均勻分布。按配位多面體的類型不同可分為：四面體配位型,八面體配位型和混合配位型。配位多面體之間可以共面、共棱或共角頂聯(lián)結，同一角頂所聯(lián)結的配位多面體不少于3個。如金剛石（C）7）分子型(molecular)晶體中的結構單位為中性分子，分子內部常以較強的共價鍵聯(lián)結，分子間以微弱的分子鍵即范德華力（theVanDerWealsbond）相聯(lián)結。如自然硫（S）17等型結構：不同晶體對應質點的排列方式相同。典型結構：等型結構以某一種晶體為代表而命名。

“NaCl型”結構——石鹽（NaCl）、方鉛礦（PbS）、方鎂石（MgO）等晶體的結構。典型結構的“衍生結構”

——幾何特征上與典型結構近似的晶體結構。如黃鐵礦（FeS2）結構便可視為“NaCl型”結構的衍生結構。182．典型結構——是一種在晶體結構中的局部范圍內，質點排列偏離了格子構造規(guī)律的現(xiàn)象。按其幾何特點分為：點缺陷、線缺陷、面缺陷、體缺陷

第四節(jié)晶格缺陷191．點缺陷（pointdefect）是發(fā)生在一個或若干個質點范圍內所形成的晶格缺陷。（1）空位晶格中應有質點占據(jù)的位置因缺失質點而造成空位。20（2）填隙在晶體結構中正常排列的質點之間，存在多余的質點填充晶格空隙。（3）替位雜質成分的質點代替了晶體本身固有成分的質點，并占據(jù)了被替代質點的晶格位置。212．線缺陷

在晶體內部結構中沿某條線（行列）方向上的周圍局部范圍內所產生的晶格缺陷。它的表現(xiàn)形式主要是位錯

3．面缺陷有二維空間的缺陷稱面缺陷(planedefect)，它們是指沿晶格內或晶粒間某些面的兩側局部范圍內所出現(xiàn)的晶格缺陷。面缺陷包括平移表面、堆垛層錯、界面（晶界、疇界）、相界面等。

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