晶体内部的格子构造
任何晶体,不论其外形是否规则,还是化学组成简单或复杂,其内部的原子或离子总是在三维空间呈周期性平移重复的规则排布,从而构成具有一定形式的空间格子构造。空间格子便是表征晶体这一共同规律性的模拟立体几何图形(图2-4A)。由图可以看出,对于任何一个空间格子来说,总是可以被划分为由一系列平行四边形所组成的二维平面网格,且这些平行四边形的形状、大小及其内含在相同方向上都是完全相同的,彼此间必可借助于以平行四边形的两组交棱为单位平移矢量(图2-4B中的α和b)的平移规律而发生周期性的重复。
图2-4 一般空间格子形式(A)、二维平面网格(B)和单位平行六面体(C)
基于同样的考虑,可知任何一个三维平移重复的空间格子总是可以被划分为由一系列彼此完全等同,且相互平行重叠的平行六面体。每个平行六面体的三个棱长,恰好就是三组相应行列上的结点间距。因而,这样的平行六面体即是空间格子的最小单位,因此也称为单位平行六面体(图2-4C)。它是晶体结构中的基本单元,犹如构成晶体的“细胞”,故称为晶胞。显然,晶胞应是能够充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元,晶体就是由无数个这样的晶胞在三维空间平行叠置而又毫无间隙地堆砌而成的。
同一晶体是由相同的晶胞所组成。但对于不同种类的晶体而言,由于各自晶胞的内含(包括所含原子或离子的种类、数目),大小和形状都可能不尽相同,而表现出了每种晶体各自的个性特点,由此就形成了千姿百态、物理和化学性质各异的天然晶体世界。
对于一个具体晶体而言,晶胞的形状、大小与对应的单位平行六面体完全一致。晶胞本身的特征,与对应晶格中三组交棱上的三个平移矢量α、b、c,以及它们两两间的夹角α、β和γ有着密切关系。α、b、c与α、β、γ合称为晶胞参数或晶体参数。如果不考虑晶胞的具体尺寸及其内含,那么在一切晶体中,晶胞的形状总共只有七种不同的形式(图2-5)。
例如由共价键构成的金刚石晶体,每个原子都与4个原子以共价键连接着,形成面心立方晶体结构。因为共价键的缘故,金刚石的强度大、熔点高、硬度大、化学稳定性好、不导电(因为共价键中的电子被束缚很紧)等。
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任何晶体,不论其外形是否规则,也不论其化学组成简单还是复杂,其内部的原子或离子总是在三维空间呈周期性平移重复的规则排布,从而构成具有一定形式的空间格子构造。空间格子便是表征晶体这一共同规律性的模拟立体几何图形(图2-4Ⅰ)。由图可以看出,对于任何一个空间格子来说,总是可以被划分为由一系列平行四边形所组成的二维平面网格,且这些平行四边形的形状、大小及其内含在相同方向上都是完全相同的,彼此间可借助于以平行四边形的两组交棱为单位平移矢量(图2-4Ⅱ中的a和b)而形成周期性的重复。
图2-4 一般空间格子形式、二维平面网格与单位平行六面体
基于同样的考虑可知,任何一个三维平移重复的空间格子总是可以被划分为由一系列彼此完全等同,且相互重叠的平行六面体。每个平行六面体的三个棱长,恰好就是三组相应行列上的结点间距。这样的平行六面体即是空间格子的最小单位,因此,也称为单位平行六面体(图2-4Ⅲ)。这是晶体结构中的基本单元,犹如构成晶体的“细胞”,故称为晶胞。显然,晶胞应是能够充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元,晶体就是由晶胞在三维空间平行叠置而又毫无间隙地堆砌而构成的。
同一晶体由相同的晶胞所组成,但对于不同种类的晶体而言,各自晶胞所含原子或离子的种类、数目、大小和形状都可能不尽相同,表现出了每种晶体各自的个性特点,由此就形成了千姿百态、性质各异的天然晶体世界。
对于一个具体晶体而言,晶胞的形状、大小与对应的单位平行六面体完全一致。晶胞本身的特征,与对应晶格中三组交棱上的三个平移矢量a、b、c,以及它们两两间的夹角α、β、γ有着密切关系。a、b、c,α、β、γ合称为晶胞参数或晶体参数。如果不考虑晶胞大小,那么晶胞的形状总共有7种不同的形式(图2-5)。
晶体与非晶体最本质的区别
晶体与非晶体最本质的区别:晶体具有格子构造。晶体是具有规则的几何外形的固体,而非晶体则没有规则的几何外形。晶体在不同的方向上有不同的物理性质,如机械强度、导热性、热膨胀、导电性等,称为各向异性。晶体有固定的熔化温度一熔点(或凝固点)。晶体可以认为是内部粒子(原子、离子、分子)在空间...
对称的概念及晶体对称的特点
晶体具有对称性的原因不同于其他物体。动植物的对称是长期演化的结果,对称有利于它们为生存而斗争。建筑物、工艺品、用具的对称是人为的,是为了使其美观和适用。而晶体的对称是由于它具有规律的格子构造。晶体的对称有以下特点:(1)所有晶体都是对称的,因为一切晶体都具格子构造。格子构造是晶体内部质点...
晶体的基本性质是什么?
晶体的基本性质包括以下几个方面:1. 定义:晶体是具有有序排列的固体,其内部原子或分子在一定尺度上呈现出规则的结构,这一特性使其与其他无序排列的物质相区别。2. 本质:晶体的基本特性是由其格子构造所决定的,这种构造决定了晶体的物理和化学性质。3. 长程有序:晶体内部的原子或分子在微米级别...
晶体与非晶体
二、非晶质体 与晶体相反,非晶质体的内部质点不作规则排列,不具有格子构造,因此没有规则的几何外形。这类物质被称为非晶质或非晶质体。从内部结构的角度来看,非晶质体中的质点分布类似于液体。例如,火山玻璃、蛋白石和琥珀等都属于这类宝石材料(见图1-1-2)。非晶质体不具有晶体所具有的自限性...
种空间格子
前面讲到,晶体的对称具有表里一致性。晶体外形上的对称,是内部构造对称在晶体形态上的反映。晶体按其对称特点可划分为3个晶族、7个晶系、32个对称型。那么,表示晶体内部构造对称规律性的几何图形———空间格子有多少种呢?下面将对此作简要的讨论。图2-16 决定平行六面体形状的a、b、c、α、β、γ ...
整数定律
上式中p,q,r称为截距系数。即 在图4-14中晶面ABC的截距系数p=2,q=3,r=6。晶体上任何晶面在各晶轴上的截距系数之比,恒为简单的整数比。这个定律称为整数定律。就是说,任何晶面截距系数之比,都是简单的整数比(一般不超过10)。整数定律也是由于晶体内部质点的格子构造所决定的,可以从两...
晶体结构与缺陷目录
在探索物质微观世界的奇妙之旅中,我们首先从晶体结构的基本概念开始。在第1章中,我们将揭开晶体与非晶体的神秘面纱。晶体,以其有序的内部构造,与无序的非晶体形成鲜明对比。晶体的独特之处在于其格子构造,这些格子赋予了它们独特的性质和功能。接着,我们深入第2章,探讨晶体的对称性及其分类。晶体...
晶体的概念
如果我们用大小不同的圆球的球心分别代表Cl-和Na+中心点,并用直线将它们连接起来,就可以得出如图2-2C所示的格子状晶格图。食盐如果在生长时有足够的时间和自由空间,最终必定能够发育成为规则的立方体外形,这是其内部格子构造规律制约的结果。由于晶体生长的环境和空间条件等因素的影响,晶体结晶颗粒的...
晶体结构有几种
密排六方晶格:密排六方晶格金属的原子分布在六棱柱体的各个结点和上下底面的中心处,此外在六棱柱体的内部中间还有三个原子。属于这一类的金属有镁、锌、铍等。晶体性质的介绍:均一性和异向性:因为晶体是具有格子构造的固体,同一晶体的各个部分质点分布是相同的,所以同一晶体的各个部分的性质是...
晶体的定义
晶体的分布非常广泛,自然界的固体物质中,绝大多数是晶体。气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。晶体特征1、晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。晶体的对称表现在晶体中相等的晶面,晶棱和角顶有规律的重复出现。这是由于它具有规律的格子构造。是其在三维空间周期性...
允红亚硝: 晶体的内部质点在三维空间成周期性重复排列,形成晶体的格子构造.但是,不同的晶体其内部质点的种类、质点在空间排列的形式和间隔大小是有所不同的.为了说明晶体内部格子构造的共同规律,从具体的晶体构造中抽象出来的、表示晶体...
柳南区19797653635: 晶体化学中正当空间格子的概念是什么,特征又是什么 - ?
允红亚硝: 1,晶体化学中正当空间格子的概念是晶体内部结构中的质点(原子、呈周期性重复排列,组成一定形式的晶格,外形上表现为一定形状的几何多面体.组成某种几何多面体的平面称为晶面,由于生长的条件不同,晶体在外形上可能有些歪斜,但同种晶体晶面间夹角(晶面角)是一定的. 2,特征:(1)晶体有一定的几何外形;(2)晶体有固定的熔点;(3)晶体有各向异性的特点. 固态物质有晶体与非晶态物质(无定形固体)之分,而无定形固体.
柳南区19797653635: 晶体有哪些物理性质? - ?
允红亚硝: 1、长程有序:晶体内部原子在至少在微米级范围内的规则排列. 2、均匀性:晶体内部各个部分的宏观性质是相同的. 3、各向异性:晶体中不同的方向上具有不同的物理性质. 4、对称性:晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性. 5、自限性:晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性. 6、解理性:晶体具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质. 7、最小内能:成型晶体内能最小. 8、晶面角守恒:属于同种晶体的两个对应晶面之间的夹角恒定不变.
柳南区19797653635: 布拉维格子 - ?
允红亚硝: 定义 晶体的基本性质和外形规律特征的根本原因在于它内部的空间格子构造,在理想晶体中,其内部质点均按照格子构造规律排列.平行六面体是空间格子的最小单位,整个晶体结构可视为平行六面体(即晶胞)在三维空间平行的、毫无间隙的...
柳南区19797653635: 什么是晶格 - ?
允红亚硝:[答案] 又称晶架.①泛指晶体的空间格子这一几何图形.②即“晶体结构”.因为组成晶体的原子、离子或分子在晶体内部的分布都是符合于空间格子的规律而表现为格子状的.[1]概念源于晶体学点阵.晶体学点阵是体现晶体结构内离子、...
柳南区19797653635: 什么是晶格 - ?
允红亚硝: 又称晶架.①泛指晶体的空间格子这一几何图形.②即“晶体结构”.因为组成晶体的原子、离子或分子在晶体内部的分布都是符合于空间格子的规律而表现为格子状的.[1]概念源于晶体学点阵.晶体学点阵是体现晶体结构内离子、原子、分...
柳南区19797653635: 理工科:晶系、晶型、晶格、晶胞是什么? - ?
允红亚硝:[答案] 晶体通常可以分为七个不同的晶系,即等轴晶系、六方晶系、四方晶系、三方晶系、斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系.其中的等轴晶系具有各向同性,属于高级晶族.其余都具有各向异性.其中六方晶系、四方晶系、三方晶系有一个光轴属于中级晶族,...
柳南区19797653635: 晶体都具有规则的几何形状,不同晶体有不同的形状,这句话对吗 - ?
允红亚硝: 固态物质有晶体与非晶态物质(无定形固体)之分,晶体有三个特征:(1)晶体有一定的几何外形;(2)晶体有固定的熔点;(3)晶体有各向异性的特点,而无定形固体不具有上述特点. 在实际形成中的晶体,往往有某些缺损,但对某一种...