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。

晶体练习题及答案题目一：晶体的基本概念1. 什么是晶体？答案：晶体指的是由周期性重复排列的原子、分子或离子组成的固态物质。

2. 晶体的特点有哪些？答案：晶体具有以下特点：- 具有长程有序性：晶体中的原子、分子或离子按照规则的排列方式组成，形成周期性的结构。

- 具有各向同性或各向异性：晶体的物理性质在不同方向上可能存在差异。

- 具有平面外的周期性：晶体的周期性结构在三维空间中保持着重复。

- 具有清晰的外形：晶体通常具有规则的几何形状，如立方体、六角柱等。

题目二：晶体的结构与分类1. 晶体的结构有哪些类型？答案：晶体的结构可分为以下几种类型：- 离子晶体：由正、负离子通过电子静力作用排列而成。

- 分子晶体：由分子通过分子间相互作用力排列而成。

- 原子晶体：由原子通过原子间相互作用力排列而成。

2. 晶体的分类方法有哪些？答案：晶体可按照成分、结构和形貌等进行分类。

- 成分分类：包括无机晶体和有机晶体两大类。

- 结构分类：根据晶体的结构类型，可分为离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体等。

- 形貌分类：按照晶体外形，可分为短柱状、针状、板状、粒状等多种形态。

题目三：晶胞与晶体的晶格1. 什么是晶胞？答案：晶胞是指晶体中最小的具有周期性结构的单位，通常由一组原子、分子或离子组成。

2. 什么是晶格？答案：晶格是指晶体中晶胞之间的无限重复排列形成的空间网格结构。

3. 晶体的晶格类型有哪些？答案：晶体的晶格类型可分为以下几种：- 简单晶格：晶胞中只有一个原子或离子。

- 面心立方晶格：晶胞的各个面心上都有一个原子或离子。

- 体心立方晶格：晶胞的中心位置还有一个原子或离子。

- 其他复杂晶格：如六方密排晶格、菱面体晶格等。

题目四：晶体的缺陷1. 晶体的缺陷有哪些？答案：晶体的缺陷可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种。

- 点缺陷：包括空位、间隙原子和杂质原子等在晶体中的缺陷点。

- 线缺陷：主要指晶体表面的位错和堆垛层错等。

晶体引言晶体是物质在固态下的一种特殊形态，具有有序的、周期性的、三维的排列结构。

晶体在自然界中广泛存在，不仅可以是矿物、岩石中的结晶，还可以是人造材料中的晶体。

晶体在各个领域都有重要的应用，比如电子学、光学、材料科学等。

本文将探讨晶体的基本概念、结构特点以及在不同领域的应用。

一、晶体的基本概念晶体最基本的定义是具有周期性的、有序的排列结构的固态物质。

晶体的最小结构单元被称为晶胞，晶胞可以无限扩展以构成整个晶体。

晶体的晶胞具有具体的几何形状，如立方体、四面体等。

晶体中的原子、离子或分子按照一定的方式排列在晶胞中，形成周期性的结构，这种有序的排列使得晶体具有一些特殊的性质。

二、晶体的结构特点晶体的结构是由晶胞的排列和晶胞中原子、离子或分子的排列所确定的。

晶体的结构特点有以下几个方面：1. 原子、离子或分子的周期性排列：晶体中的原子、离子或分子在空间中呈现规则的周期性排列，使得晶体具有有序性。

2. 重复单元的无限扩展：晶胞可以无限扩展以构成整个晶体，晶体的结构可以看做是重复单元的堆叠。

3. 晶颗粒的外形规整：晶体中的晶胞排列有一定的规律性，使得晶体具有规整的外形，比如晶体的外形可以是立方体、六角柱等。

4. 晶体的各向同性：晶体在宏观上呈现各向同性，即物理性质沿不同方向基本相同。

三、晶体的应用晶体在各个领域都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用。

1. 电子学中的晶体管：晶体管是基于晶体的半导体材料制成的电子器件，广泛应用在计算机、手机、电视等电子产品中。

晶体管的存在使得电子设备得以快速、高效地运行。

2. 光学中的晶体：晶体在光学仪器和设备中起着重要作用，比如光学镜片、棱镜、激光器等。

晶体的有序结构使得光线能够发生折射、反射等现象，使得光学设备能够产生特定的光学效应。

3. 材料科学中的晶体：晶体结构对材料的性质具有重要影响。

材料科学家通过控制晶体的结构，可以改变材料的导电性、磁性、机械性能等。

例如，晶体的纯度和晶体的取向会影响金属的强度和导电性能。

晶体知识点总结晶体是指在一定条件下，原子或分子按照一定的规律排列组合而成的具有一定几何形状和对称性的固体。

晶体学是研究晶体结构和性质的学科。

晶体学的发展为科学家们研究固体的结构和性质提供了重要的工具和方法。

本文将对晶体学的基本概念、晶体的结构和性质、晶体的生长和应用等方面进行总结。

一、晶体学的基本概念1. 晶体的定义和分类晶体是由一定数量的原子或分子根据一定的对称性和有序规律排列组合而成的固体。

晶体根据其对称性可以分为立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系和六角晶系六类。

根据其结构可以分为金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体等。

2. 晶体的对称性晶体的对称性是指晶体在不同的方向上具有相同的结构特征或具有对称性，可以分为旋转对称性和平移对称性。

旋转对称性是指晶体绕某个轴旋转一定角度后，其结构特征不发生变化。

平移对称性是指晶体在一定方向上进行平移后，其结构特征保持不变。

晶体的对称性是晶体学研究的重要内容之一。

3. 晶体的晶格晶体的晶格是指晶体中原子或分子排列的周期性和规律性。

晶体的晶格可以分为原子晶格和离子晶格。

原子晶格是指晶体中原子的排列规律，原子之间的距离和方向是有规律的。

离子晶格是指晶体中离子的排列规律。

晶格的性质直接影响着晶体的物理性质和化学性质。

4. 晶体的晶体结构晶体结构是指晶体中原子或分子排列的空间结构特征。

根据晶体结构的不同，晶体可以分为简单周期晶体和复杂周期晶体。

简单周期晶体是指晶体结构具有简单重复周期的特征，例如金属晶体。

复杂周期晶体是指晶体中存在复杂的周期结构，例如离子晶体和分子晶体。

二、晶体的结构和性质1. 基本结构单元晶体的基本结构单元是晶体中最小的重复单元，晶格中的原子或分子就是以基本结构单元为基础进行排列组合的。

不同类型的晶体具有不同的基本结构单元。

例如，金属晶体的基本结构单元是原子，而离子晶体的基本结构单元是离子。

2. 晶体的晶体形貌晶体的晶体形貌是指晶体在外形上的特征。

第一章晶体（掌握基本概念）晶体：内部质点周期重复排列的物体。

格子构造：晶体内部质点排列周期重复规律。

空间格子：表示晶体结构周期重复规律的简单几何图形。

相当点：1.点的性质（种类）相同；2.点的周围环境相同。

导出空间格子的方法：1.找出相当点。

2.连接起来空间格子与具体晶体结构关系：具体晶体结构>>>的格子组成的。

空间格子比具体晶体结构简单，化繁为简空间格子的要素：1.结点：空间格子中的点（代表相当点）；2.行列：结点在直线上的排列（节点间距）。

任意行列上节点间距相等；相互平行的行列上的节点间距相等。

面网：结点在平面上的分布（面网间距（垂直距离）、面网密度（点的分布稀疏、结点数））周期性导致的面网密度与面网间距成正比平行六面体：结点在三维空间形成的最小重复单位（引出，a,b,c; α，β，γ，称为轴长与轴角，也称晶胞参数）。

a：前后方向；b：左右方向；c：上下方向。

平行六面体范围内的晶体>>>晶胞平行六面体的形状总共有7种，对应有7套晶胞参数，也对应7个晶系。

不同形状决定了晶体具有不同的对称性质。

晶体的基本性质：自限性：晶体能够自发地生长成规则的几何多面体形态。

均一性：同一晶体的不同部分物理化学性质完全相同。

晶体的平面就是一个面网，晶棱就是一个行列（宏观微观对应）晶体均一性是绝对的，非晶体均一性是统计性的，小范围内（到纳米级）不一定性质相同异向性：同一晶体不同方向具有不同的物理性质。

晶体自限性体现了晶体的异向性，外在形态上的体现对称性：同一晶体中，晶体形态相同的几个部分（或物理性质相同的几个部分）有规律的重复出现。

最小内能性：晶体与同种物质的非晶体相比，内能最小。

晶体具有固定的熔点稳定性：晶体比非晶体稳定会用格子构造解释这些性质非晶体（玻璃）的定义及特点？（引出远程规律和近程规律）：非晶体具有近程规律液体、气体的结构具有什么规律？晶体与非晶体的转化？准晶体的发现及定义：1984年发现的新现象，具有近程、远程规律但没有重复周期。

金属的晶体结构知识点总结一、晶体结构的基本概念1. 晶体及其性质晶体是由原子、离子或分子按一定的顺序排列而成的，具有周期性结构的固体。

晶体内部的原子、离子或分子按照规则排列，形成了晶体的结晶面、晶格点、结晶方位等。

晶体具有明显的外部形状和内部结构，具有特定的物理、化学性质。

晶体根据其结构的不同可以分为同质晶体和异质晶体。

2. 晶体结构晶体结构是指晶体内部的原子、离子或分子的排列方式和规律。

根据晶体内部原子、离子或分子的排列方式的不同，晶体结构可以分为点阵型、面心立方型、体心立方型等。

3. 晶体的组成晶体的组成通常是由晶格单元和晶格点构成的。

晶格单元是晶体的最小重复单元，晶格点是晶体内部原子、离子或分子所占据的位置。

4. 晶体的晶格晶格是晶体内部原子、离子或分子排列形成的几何形状。

晶格可以分为点阵型、面心立方型、体心立方型等。

5. 晶体的晶系晶体根据晶体中晶格的对称性可将其分为七个晶系，包括三角晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱形晶系、正菱形晶系和立方晶系。

6. 晶体的晶向和晶面晶体中的晶向和晶面是用来描述晶体内部结构的概念。

晶向是晶体内部原子排列的方向，晶面是晶体内部原子排列的平面。

7. 晶格常数晶格常数是用来描述晶体晶格尺寸大小的物理量。

晶格常数通常表示为a、b、c等，表示晶体中晶格点之间的距离。

二、金属的晶体结构1. 金属的结晶特点金属是一类具有典型金属性质的固体物质，具有较好的导电性、热导性、延展性和塑性等。

金属的晶体结构对其性质有着显著的影响。

2. 金属的晶体结构类型根据金属晶体内部原子排列的方式和规律，金属的晶体结构可分为面心立方结构、体心立方结构和密堆积结构等。

3. 面心立方结构（FCC）面心立方结构是一种典型的金属晶体结构类型，其中晶格点位于立方体的六个面的中心和顶点。

面心立方结构的晶体具有较好的密度和变形性能，常见于铜、铝、银、金等金属中。

4. 体心立方结构（BCC）体心立方结构是一种典型的金属晶体结构类型，其中晶格点位于立方体的顶点和中心。