晶体结构基本知识

B、无隙并置：即一个晶胞与它的比邻晶胞 完全共顶角、共面、共棱的，取向一致，无间 隙，从一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需 转动，进行或不进行平移操作，整个晶体的微 观结构不可区别. 即晶胞具有平移性.
2、晶胞的种类： 习惯选用的晶胞是三维的平行六面体， 称为布拉维晶胞。
晶胞
3-2-2 布拉维系 1、晶胞参数：布拉维晶胞的边长与夹
晶格结点:每个质点在晶格中所占有的位置 称为晶格的结点。
晶胞(unit cell)：晶体结构中具有代表性的 最小重复单位。
1、晶体是由完全等同的晶胞无隙并置地堆积而 成的。
A、完全等同：
a、化学上等同：晶胞里原子的数目和种类 完全相同。
b、几何上等同：晶胞的形状、取向、大小、 晶胞里原子的排列完全相同.
晶面夹角不变定律：确定的晶面之间二面角— —“晶面夹角”是不变的.
小结：
1.晶体的本质特征是“自范性”，即：晶体 能够自发地呈现封闭的规则凸多面体的外形。
2.晶面夹角不变定律：确定的晶面之间二面 角——“晶面夹角”是不变的。
3.晶体的宏观特征：自范性､对称性､均一性 和各向异性。
3-1-2 晶体的微观特征——平移对称性
固 体 可 分 为 晶 体 (crystal) 和 非 晶 体 (noncrystal)两大类。
晶体物质的质点（分子、原子、离子）做
有规则的排列，而无定形态物质的质点呈混乱 分布。
非晶体
ຫໍສະໝຸດ Baidu
固体
单晶：单一的晶体多面体；
晶体
依晶体的凸多 面体的数目对 晶体的分类：
双晶：两个体积大致相当的单 晶按一定规则生长； 晶簇：单晶以不同取向连在一起；
晶胞中的原子坐标与计数举例
晶体的基本类型 按照晶格上质点的种类和质点间作用力的 实质（化学健的键型）不同，晶体可分为四 种基本类型。 1. 离子晶体：晶格上的结点是正、负离子。 2. 原子晶体；晶格上的结点是原子。 3. 分子晶体：晶格结点是极性分子或非极性 分子。 4. 金属晶体：晶格上结点是金属的原子或正 离子。
金属键强度的影响因素： a、原子半径越小，金属键越强； b、成键电子数（价电子数）越多，金属 键越强； c、金属的堆积方式越紧密，原子半径越 小，金属键越强。
为什么铜的原子化 热大于锌？
二、金属键的本质 1、电子气(自由电子)理论 价键理论在金属晶体中的应用。 金属晶体由金属原子、金属离子以及在 金属晶体中自由运动的电子组成。
多晶：看不到规则外形的晶态质。
非晶体
固体
单晶：单一的晶体多面体；
晶体
双晶：两个体积大致相当的单 晶按一定规则生长； 晶簇：单晶以不同取向连在一起；
多晶：看不到规则外形的晶态质。
依晶体的 凸多面体 的数目对 晶体的分 类：
3-1 晶体
3-1-1 晶体的宏观特征
1、晶体的自范性：晶体能够自发地呈现封 闭的规则凸多面体的外形。
2、晶体的对称性：晶体具有宏观对称性。
3、晶体的均一性：晶体的质地均匀，具有 确定的熔点。
4、晶体的各向异性：晶体的某些物理性质 随晶体的取向不同而异。
因生长条件不同，同一晶体可能有不同的 几何外形。
但不同外形的同一 种晶体的晶面夹角 不变.
（如图中的R面和m面 夹角恒为38°12′40″)
自然生长的水晶晶体
3-4-2 金属晶体的堆积模型 把金属晶体看成是由直径相等的圆球状金属
角叫晶胞参数。 晶角：α、β、γ。 晶柱：a、b、c。
2、布拉维系的种类： 按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系。
立方cubic(c)
a=b=cα=β=γ=900
1个晶胞参数a
四方tetragonal(t) 正交orthorhomic(o) 单斜monoclinic(m)
三斜anorthic(a)
a=b≠ c α=β=γ=900
菱方rhombohedeal(R) a=b=c α=β=γ
2个晶胞参数a α
晶胞按平行六面体几何特征的分类——布拉维系
按带心型式分类，将七大晶系分为14种型式。 例如，立方晶系分为简单立方、体心立方和面 心立方三种型式。
三维点阵的14种布拉维点阵型式
3-2-3 晶胞中原子的坐标与计数 原子坐标：以x、y、z分别表示a、b、c晶 柱上的距离。 习惯：1 ＞ │ x(y、z) │≥0 顶点原子坐标：0，0，0 体心原子坐标：1/2，1/2，1/2 ab面心原子坐标：1/2，1/2，0 (ac：1/2，0， 1/2；bc：0， 1/2， 1/2) a柱中心原子坐标：1/2，0，0 (c：0，0， 1/2；b：0， 1/2， 0)
平移对称性：在晶体中，相隔一定距离，总有 完全相同的原子排列出现。这种呈现周期性的 整齐排列是单调的，不变的。 晶体的宏观对称性是晶体的微观对称性的体现。
非晶态物质不具有平移对称性。
3-2 晶胞 3-2-1 晶胞的基本特征(P41)
晶格:组成晶体的质点（分子、原子、离子）以 确定位置的点在空间作有规则的排列，这些点群 具有一定的几何形状，称为结晶格子。
3-4 金属晶体 3-4-1 金属键 一、金属键的概念： 金属晶体中原子间的化学作用力称为金属键。 金属键强度的度量： 金属的原子化热（升化热）： 单位物质的量（1mol)的金属由结晶态转变为 气态自由原子所需的能量。 即下列过程的能量： M(s) → M(g) △LHθ
△LHθ越大，内聚力就越大，表示金属键越强。 即原子化热越高，金属键强度越大。 内聚力越大，金属的熔点、沸点及硬度就越大。
全国高中学生化学竞赛基本要求
晶体结构
分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。 晶胞（定义、晶胞参数和原子坐标）及以晶胞
为基础的计算。 点阵（晶格）能。 配位数。 晶体的堆积与填隙模型。 常见的晶体结构类型：NaCl、CsCl、闪锌矿
（ 冰Z、nS干）冰、、萤金石红（石Ca、F2二）氧、化金硅刚、石钙、钛石矿墨、、钾硒、、 镁、铜等。
a≠ b≠ c α=β=γ=900 a≠ b≠ c α=γ=900 β ≠ 900 a≠ b≠ c α≠ β≠ γ
2个晶胞参数a c
3个晶胞参数a b c
4个晶胞参数a b c β 6个晶胞参数a b c α βγ
六方hexagonal(h)
a= b≠ c α=β=900 γ=1200 2个晶胞参数a c