晶体基本概念

晶体的概念是啥晶体是指具有一定空间排列和周期性的原子、离子或分子集合体，它们在固体状态下呈现出有序的结构。

晶体是固体中最基本的结构单位，其晶体结构的有序性是形成晶体的重要特征。

晶体的概念最早由斯托尼斯（Haüy）于18世纪末提出，他将晶体定义为具有层状结构的固体。

随后，发展出了现代晶体学，对晶体的研究有了更为深入的认识。

现代晶体学从晶体的结构和性质出发，研究晶体内部原子、离子或分子的排列方式，以及晶体与外界的相互作用。

晶体的结构具有三个基本特征：周期性、对称性和有序性。

晶体的周期性体现在晶格结构的重复性规律上，晶格是由一定数目的排列有序的“点”组成的三维结构。

晶格中的“点”被称为格点，它们代表着晶体原子、离子或分子的位置。

晶格的周期性使得晶体在宏观上具有各向同性，即不论从任何方向观察，晶体的性质都是相同的。

晶体的对称性指的是晶体结构在某一操作下保持不变，这些对称操作包括旋转、反射和平移等。

晶体的有序性则是指晶格上的原子、离子或分子排列有一定的规则，形成特定的晶体结构。

根据晶体的原子、离子或分子的排列方式，晶体可以分为几种基本类型。

最简单的是原子晶体，其中晶格上只有单个原子，例如金属中的众多晶体。

离子晶体则由阳离子和阴离子以离子键相互结合而成，如盐类晶体。

分子晶体则由分子以分子键相互结合形成的晶体，如冰晶体。

此外，还有复合晶体、聚合物晶体等多种类型的晶体。

晶体的结构对其性质起着决定性的作用。

晶体的物理性质包括晶格常数、密度、硬度、熔点等，这些性质取决于晶格结构的特征。

晶体的光学性质也与晶体结构密切相关，例如光的偏振、双折射等现象。

晶体的电学性质也具有很高的研究价值，例如电导率、电介质性能等。

此外，晶体还具有磁性、热传导等特殊性质。

晶体的研究对于物质科学、材料科学以及许多其他领域都具有重要意义。

通过研究晶体的结构和性质，可以揭示物质内部的微观世界，为制备新材料、改进材料性能提供理论和实验基础。

结晶学一、基本概念：1.晶体（crystal）的概念：内部质点在三维空间周期性重复排列构成的固体物质。

这种质点在三维空间周期性地重复排列称为格子构造，所以晶体是具有格子构造的固体。

2对称型（class of symmetry）晶体宏观对称要素之组合。

（点群，point group）3.空间群：一个晶体结构中，其全部对称要素的总和。

也称费德洛夫群或圣佛利斯群。

4.单形（Simple form）：一个晶体中，彼此间能对称重复的一组晶面的组合。

即能借助于对称型之全部对称要素的作用而相互联系起来的一组晶面的组合。

5.双晶：两个以上的同种晶体，彼此间按一定的对称关系相互取向而组成的规则连生晶体。

6.平行六面体：空间格子中按一定的原则划分出来的最小重复单位称为平行六面体。

是晶体内部空间格子的最小重复单位，是由六个两两平行且相等的面网组成。

7.晶胞：能充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元，其形状大小与对应的单位平行六面体完全一致。

8．类质同像：晶体结构中某种质点为性质相似的他种质点所替代，共同结晶成均匀的单一相的混合晶体，而能保持其键性和结构型式不变，仅晶格常数和性质略有改变。

9.同质多像：化学成分相同的物质，在不同的物理化学条件下，形成结构不同的若干种晶体的现象。

10.多型：一种元素或化合物以两种或两种以上层状结构存在的现象。

这些晶体结构的结构单元层基本上是相同的，只是它们的叠置次序有所不同。

二、晶体的6个基本性质1、均一性（homogeneity）：同一晶体的任一部位的物理和化学性质性质都是相同的。

2、自限性（property of self-confinement）：晶体在自由空间中生长时，能自发地形成封闭的凸几何多面体外形。

3. 异向性（各向异性）异向性(anisotropy)：晶体的性质随方向的不同而有所差异。

4. 对称性（property of symmetry）：晶体的相同部分（如外形上的相同晶面、晶棱或角顶，内部结构中的相同面网、行列或质点等）或性质，能够在不同的方向或位置上有规律地重复出现。

第七章 晶体结构第一节 晶体的基本概念一、晶体概述固态物质按其组成粒子(分子、原子或离子等)在空间排列是否长程有序分成晶体（Crystal ）和非晶体（又称为无定形体、玻璃体等）两类。

所谓长程有序，是指组成固态物质的粒子在三维空间按一定方式周期性的重复排列，从而使晶体成为长程有序结构。

长程有序体现了平移对称性等晶体的性质。

与晶体相反，非晶体（Non-crystal ）内部的粒子(分子、原子或离子等)在空间排列不是长程有序的，而是杂乱无章的排列。

例如橡胶、玻璃等都是非晶体。

晶体内部各部分的宏观性质相同，称为晶体性质的均匀性。

非晶体也有均匀性，尽管起因与晶体不同。

晶体特有的性质是异向性、自范性、对称性、确定的熔点、X 光衍射效应、晶体的缺陷等。

对于长程有序的晶体结构来说，若了解了其周期性重复单位的结构及排列方式，就了解了整个晶体的结构。

可见，周期性重复单位对认识晶体结构非常重要。

在长程有序的晶体结构中，周期性重复的单位（一般是平行六面体）有多种不同的选取方法。

按照对称性高、体积尽量小的原则选择的周期性重复单位（平面上的重复单位是平行四边形，空间中的重复单位是平行六面体），就是正当晶胞，一般称为晶胞（Crystal cell ）。

二、晶胞及以晶胞为基础的计算1. 晶胞的两个要素晶胞是代表晶体结构的最小单元，它有两个要素：一是晶胞的大小、型式，晶胞的大小可由晶胞参数确定，晶胞的型式是指素晶胞或复晶胞。

二是晶胞的内容，是指晶胞中原子的种类和位置，表示原子位置要用分数坐标。

晶体可由三个不相平行的矢量a , b , c 划分成晶胞，适量a , b , c 的长度a , b , c 及其相互之间的夹角α, β, γ称为晶胞参数，其中α是矢量b 和c 之间的交角，β是矢量a 和c 之间的交角，γ是矢量a 和b 之间的交角。

素晶胞是指只包含一个重复单位的晶胞，复晶胞是指只包含一个以上重复单位的晶胞。

分数坐标是指原子在晶胞中的坐标参数(x , y , z )，坐标参数(x , y , z )是由晶胞原点指向原子的矢量r 用单位矢量a , b , c 表达，即r = x a + y b + z c如图所示晶体，小球和大球的分数坐标分别为 小球：)21,21,21( ),21,0,0( ),0,21,0( ),0,0,21( 大球：)21,21,0( ),21,0,21( ),0,21,21( ),0,0,0( 2. 以晶胞为基础的计算(1)根据晶体的化学式计算密度：D =ZM/N A V ，M 是晶体化学式的相对式量，Z 是一个晶胞中包含化学式的个数，V 是晶胞的体积，N A 是阿佛加德罗常数。

晶体相关知识点总结一、基本概念1. 晶体的定义晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而形成的固体结构。

晶体具有高度有序性，具有一定的周期性和对称性。

晶体是凝聚态物质的一种主要形式，占据了固态物质的绝大部分。

2. 晶体的种类根据晶体结构的不同，晶体可以分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体等几种基本类型。

不同类型的晶体具有不同的物理性质和化学性质。

3. 晶体的分类根据晶体的外部形态，晶体可以分为单斜晶、正交晶、菱形晶、六方晶、四方晶、立方晶等几种基本类型。

不同类型的晶体具有不同的外部形态和对称性。

二、晶体结构1. 晶体的晶体结构晶体结构是指晶体中原子、离子或分子的排列方式和规律。

晶体结构可以分为周期性结构和非周期性结构两种形式。

周期性结构是指晶体中原子、离子或分子的排列具有一定的周期性，具有明显的晶格和对称性。

非周期性结构是指晶体中原子、离子或分子的排列没有明显的周期性，没有规则的晶格和对称性。

2. 晶体的晶格晶体的晶格是指晶体中原子、离子或分子所构成的三维空间排列的规则结构。

晶格可以分为周期性晶格和非周期性晶格两种类型。

周期性晶格是指晶格具有明显的周期性，有规则的排列和对称性。

非周期性晶格是指晶格没有明显的周期性，没有规则的排列和对称性。

3. 晶体的晶胞晶胞是指晶体中最小的具有完整晶体结构的基本单位。

晶胞可以分为原胞和扩展晶胞两种类型。

原胞是指晶体中最小的具有完整晶体结构的基本单位，包含了一个或多个原子、离子或分子。

扩展晶胞是指原胞在晶体结构中的重复排列，是构成晶体的基本单位。

三、晶体的生长1. 晶体生长的基本过程晶体生长是指在溶液、熔体或气相中，原子、离子或分子从溶液中萃取并在已生成的晶体上沉积，形成新晶体的过程。

晶体生长的基本过程包括成核、生长和成形几个阶段，成核是指溶液中原子、离子或分子聚集形成晶体的核心；生长是指晶体核心上原子、离子或分子的进一步沉积和排列生长；成形是指晶体的表面形态和结晶过程。

晶体学基础必学知识点1. 晶体的定义：晶体是由原子、离子或分子以有序排列形成的固态物质。

2. 结晶学：研究晶体的结构、性质以及晶体的生长过程。

3. 晶体的晶格：晶体具有规则的周期性排列结构，可以用晶格来描述。

4. 晶胞：晶体中最小的重复单元，可以通过平移来产生整个晶体结构。

5. 晶体的晶系：根据晶胞的对称性，晶体可以分为七个晶系，分别为三斜晶系、单斜晶系、正交晶系、四方晶系、六方晶系、菱方晶系和立方晶系。

6. 晶体的晶面和晶向：晶体表面上的平面称为晶面，晶体内部的线段称为晶向。

7. 晶体的点阵和晶格常数：晶胞中的基本单位称为点阵，晶体的晶格常数是指晶格中基本单位的尺寸参数。

8. 布拉格方程：描述X射线或中子衍射中晶体衍射角度与晶格参数之间的关系。

9. 动态散射理论：描述X射线或中子与晶体中原子、离子或分子相互作用的过程。

10. 逆格子：描述晶格的倒数空间，逆格子与晶格的结构存在对偶关系。

11. 晶体缺陷：晶体中的缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷，晶体缺陷对晶体的性质和行为有重要影响。

12. 晶体生长：研究晶体从溶液或气体中的形成过程，包括核化、生长和晶面的形态演化等。

13. 晶体的结构表征方法：包括X射线衍射、中子衍射、电子衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等。

14. 晶体结构的解析和精修：通过衍射数据和晶体学软件对晶体的结构进行解析和精修，得到晶体的准确原子位置和结构参数。

15. 晶体的物理和化学性质：晶体的结构对其性质有重要影响，包括光学性质、电学性质、磁学性质和力学性质等。

16. 晶体学的应用：晶体学在材料科学、化学、生物学、地质学和矿物学等领域有广泛的应用，如材料合成、催化剂设计、药物研发和矿石勘探等。