第七章晶體結(jié)構(gòu)的基本特征

第七章晶體結(jié)構(gòu)的基本特征第1頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三§7.114種空間格子(布拉維格子)

平行六面體的選擇各晶系平行六面體的形狀大小平行六面體中結(jié)點分布14種布拉維格子

§7.2晶胞

概念§7.3晶體的微觀對稱要素

平移軸、螺旋軸、滑移面主要內(nèi)容第2頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三23456平面點陣中劃分平行四邊形的幾種不同形式具的平面點陣1第3頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三第4頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三12456平面點陣中劃分平行四邊形的幾種不同形式具的平面點陣3第5頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三第6頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三單位平行六面體參數(shù)圖解第7頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三各晶系平行六面體的形狀第8頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三四種格子類型a、原始格子；b、c、d、底心格子；e、體心格子；f、面心格子；第9頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三十四種布拉維格子

三斜晶系：P三斜F=三斜P第10頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三單斜晶系P、C單斜F=C單斜I=C第11頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三四方晶系P、I四方C=P四方F=I第12頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三三方晶系：P三方I=三方P三方F=三方P第13頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三在平行六面體底心位置加陣點會破壞六次軸對稱性。六方晶系：P第14頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三立方底心格子不符合等軸晶系對稱

等軸晶系P、I、F第15頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三立方面心格子與晶胞a5.628?2.8148?bc

NaCl結(jié)構(gòu)（a、b）及等同點分布（c）第16頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三晶胞與晶體結(jié)構(gòu)第17頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三第18頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三金剛石第19頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三體心：1第20頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三面心：1/2第21頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三棱邊：1/4第22頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三1/8頂點：第23頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三立方晶胞體心：1面心：1/2棱邊：1/4頂點：1/8結(jié)論：晶胞對組成晶胞的各質(zhì)點的占有率第24頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三在金剛石晶體中，平均每個晶胞占有碳原子個數(shù)為——。8第25頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三某晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中各微粒個數(shù)分別為：銅________個鋇________個釔________個231第26頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三NaClCl-Na+晶胞結(jié)構(gòu)示意圖推斷晶體的化學(xué)式

第27頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三AB練習(xí)1：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式：（A表示陽離子）化學(xué)式：AB第28頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三B化學(xué)式：A練習(xí)2：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式：（A表示陽離子）CABC3第29頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三晶胞中原子坐標(biāo)原子坐標(biāo)0，0，01/2，1/2，1/21/2，0，1/21/2，0，0第30頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三金剛石晶胞中原子坐標(biāo)第31頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三晶胞中原子坐標(biāo)第32頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三§7.3晶體的微觀對稱要素平移軸、螺旋軸、滑移面§7.4空間群空間群與對稱型的關(guān)系:既區(qū)別又統(tǒng)一空間群國際符號§7.5等效點系等效點系概念、描述及分類第33頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三螺旋軸第34頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三T左旋與右旋（a）左旋（b）右旋第35頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三二次螺旋軸21：旋轉(zhuǎn)180°后平移1/2移距。（a）對稱軸，（b）螺旋軸第36頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三三次螺旋軸31和32：31表示右向旋轉(zhuǎn)，移距t=1／3T；

32表示左向旋轉(zhuǎn)，移距1／3T。

（a）對稱軸3，（b）右旋31（c）左旋32第37頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三四次螺旋軸：41

(右旋)、42

(中性)和43（左旋）

41、42和43按右旋方向的移距分別為1／4T、2／4T和3／4T。42為中性旋轉(zhuǎn)，43按左旋方向的移距為1／4T。（a）對稱軸（b）右旋41（c）中性42（d）左旋43第38頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三（a）對稱軸（b，c）右旋61、62

（d）中性63

（e，f）左旋64、65六次螺旋軸：61、62、63、64、65

按右旋方向的移距分別為1／6T、2／6T，3／6T，4／6T和5／6T，第39頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三螺旋軸實例NaCl結(jié)構(gòu)沿[001]方向的投影第40頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三滑移面第41頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三各種滑移面第42頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三滑移面按滑移方向和移距分出的a、b、c、n和d五種類型

第43頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三●說明：

如圖為NaCl構(gòu)造在（001）面上的投影。a-a面、b-b面即為滑移面。

若滑移面的移距t=0，就蛻變?yōu)閷ΨQ面。晶體宏觀的對稱面在晶體內(nèi)部可能為對稱面，也可能為滑移面。

NaCl在（001）面上的投影aaaabbbb第44頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三NaCl結(jié)構(gòu)沿[001]方向的投影滑移面實例第45頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三

金剛石結(jié)構(gòu)沿[001]方向的投影

第46頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三

總結(jié)

晶體結(jié)構(gòu)中存在的對稱要素：

對稱軸：L1、L2、L3、L4、L6

倒轉(zhuǎn)軸：Li1（=C）、Li2（=P）、Li3、Li4、Li6

螺旋軸：1（=平移軸）21、31、32、41、42、43、

61、62、63、64、65

滑移面：a、b、c、n、d

平移軸第47頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三●空間群與點群的關(guān)系：

230種空間群分屬于32種點群中。

如果把空間群中的平移因素去掉，230種空間群就蛻變成32種點群。

●空間群的基本幾何形象：

（NaCl結(jié)構(gòu)垂直（001）

面上的對稱要素）第48頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三第49頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三§7.4空間群晶體結(jié)構(gòu)中一切對稱要素的組合稱為空間群。共有230種。晶體對稱型與空間群之差異，即是否有平移操作。點群無平移的原因:A、晶體幾何外形是有限的，平移操作是不能成立B、對稱型中所有對稱要素都必須是共點。C、晶體外部對稱上所不能存在的滑移面和螺旋軸等微觀上特有的對稱要素。第50頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三

NaCl結(jié)構(gòu)沿c方向的投影NaClFm3m垂直于a方向m，b，c共存空間群第51頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三空間群NaCl結(jié)構(gòu)沿[001]方向的投影第52頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三晶系三個位所指的方向一單位平行六面體的三矢量表示以晶棱符號表示等軸co(ao+bo+co)(ao+bo)[001]、[111]、[110]四方coao(ao+bo)[001]、[100]、[110]正交aoboco[100]、[010]、[001]單斜bo[010]三斜任意方向任意方向三方與六方coao(2ao+bo)[001]、[100]、[210]

空間群國際符號中三個位對應(yīng)方向第53頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三ⅠⅡⅢ等軸晶系ⅠⅡⅢ四方晶系空間群國際符號中三個位對應(yīng)方向ⅠⅡⅢⅠⅠⅠⅡⅢ正交晶系單斜晶系三方及六方晶系第54頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三空間群的國際符號例如：I41／amd空間群的宏觀對稱型為4／mmm體心格子(即四方體心格I)；平行z軸方向為螺旋軸4l，而且垂直Z軸有滑移面a；垂直X軸為對稱面m；垂直X軸與Y軸的角平分線則有滑移面d。第55頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三§7.5等效點系等效點系概念、描述及分類§7.6晶格缺陷點缺陷、線缺陷、面缺陷第56頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三空間群Pmm2等效點系圖第57頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三點缺陷—空位、填隙、替位第58頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三位錯--伯氏矢量第59頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三刃位錯的晶格示意圖第60頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三刃位錯第61頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三螺旋位錯的晶格示意圖第62頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三螺旋位錯伯氏矢量第63頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三螺位錯第64頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三堆垛層錯第65頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三疇界壁第66頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三傾斜晶界扭轉(zhuǎn)晶界常見到的小角晶界是傾斜晶界和扭轉(zhuǎn)晶界。①傾斜晶界為兩部分晶格間相對傾斜而造成的界面。②扭轉(zhuǎn)晶界假設(shè)將一晶體沿某一面網(wǎng)方向切開，分成兩塊晶格。然后繞垂直切面的一中心軸相對旋轉(zhuǎn)一定的角度θ，此時兩塊晶格之間形成的界面稱扭轉(zhuǎn)晶界它可視為由兩組互相垂直的螺旋位錯所組成的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。第67頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三小角晶界傾斜晶界扭轉(zhuǎn)晶界第68頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三

第69頁，共71頁，2023年，2月20日，星期三思考題八1、結(jié)晶學(xué)中，平行六面體的選擇原則？2、晶體結(jié)構(gòu)中的微觀對稱要素包括哪些？3、空間群的定義；與對稱型相比有何異同？4、何謂晶胞，與平行六面體相比有何不同之處？5、何謂等效點系