1晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件

朱熹在他的《語類》中解釋道：WilsonBentley,thesnowflakeman,shownwithhiscameraapparatusforphotographingsnowflakes.Mr.BentleywasaVermontfarmerwhophotographedsnowflakesasahobby.

Underthemicroscope,Ifoundthatsnowflakesweremiraclesofbeauty;anditseemedashamethatthisbeautyshouldnotbeseenandappreciatedbyothers.Everycrystalwasamasterpieceofdesignandnoonedesignwaseverrepeated.Whenasnowflakemelted,thatdesignwasforeverlost.Justthatmuchbeautywasgone,withoutleavinganyrecordbehind.人類對(duì)晶體的最初認(rèn)識(shí)，也許是從采集石器時(shí)發(fā)現(xiàn)外形規(guī)則、或光彩奪目的天然礦物開始的。地球上的晶體物質(zhì)比比皆是人類使用玉類寶石至少有七千年的歷史。西漢時(shí)期劉勝夫婦墓葬中的兩套金縷玉衣用了4600多玉片。礦物中有98%是晶體。動(dòng)物的骨骼、毛發(fā)中有結(jié)晶組織，脫離了營養(yǎng)介質(zhì)的病毒也會(huì)結(jié)晶。

1611年，德國天文學(xué)家開普勒在其結(jié)晶學(xué)論著《ANewYear‘sGiftofHexagonalSnow》中，提出為什么天上不飄落五角和七角的雪花？這一貌似簡單的問題過了200年才由法國晶體學(xué)家布拉維解決。Auguste

Bravais

(1811-1863)

1784年，法國礦物學(xué)家Haüy提出晶體應(yīng)該是質(zhì)點(diǎn)(原子、離子、分子)三維周期的陣列。René-JustHaüy(1743-1822)FatherofCrystallography

1784AD,TheFrenchmineralogistReneHaüyrecognizedthattheperfectionofexternalform,thesymmetrypossessedbycrystals,andtheexistenceofperfectcleavagemustbemanifestationsoftheinternalstructureofminerals.

1912年，Laue利用閃鋅礦(ZnS)做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)晶體能使X射線發(fā)生衍射，證明了Haüy的設(shè)想是正確的。ZnSXray魚眼石晶體是由原子或分子按照一定的周期性規(guī)律，在空間重復(fù)排列而成的固體物質(zhì)。利用HR-TEM可直接觀測到晶體中的原子排列像衍射實(shí)驗(yàn)是了解晶體結(jié)構(gòu)的重要手段。均勻性晶體中原子排布的周期很小，從宏觀上看晶體各部分的化學(xué)組成、密度等是均勻的或相同的。各向異性因不同方向上粒子的排列情況不同，晶體的物理性質(zhì)隨方向而變。不同方向上粒子的排列情況不同，晶體的物理性質(zhì)隨方向而變。graphite電導(dǎo)率低(半導(dǎo)體性)(半金屬性)電導(dǎo)率高自限性由于晶體內(nèi)部的點(diǎn)陣構(gòu)造，晶體具有自發(fā)地形成封閉幾何多面體的特性，稱為自限性。歐拉公式LeonhardEuler(1707-1783)

Euler,

theSwissmathematicianmarriedtwiceandhad13children,allbutfiveofthemdiedyoung.Heprovedmanytheoremsandformulasinhislife.Thistheoremhelpsuscountthefaces,vertices,andedgesof3Dpolyhedra.螢石

1669年，丹麥學(xué)者斯丹諾對(duì)石英(SiO2)和赤鐵礦(Fe2O3)晶體的研究中發(fā)現(xiàn)，同種礦物的晶體，所對(duì)應(yīng)晶面間的夾角守恒。NicolasSteno

(1638.1.11-1686.11.25)

藍(lán)錐礦晶體受生長環(huán)境的影響，形狀和大小各異，但晶面間的夾角不變。最小內(nèi)能性同種成分物質(zhì)的幾種不同狀態(tài)(氣、液、晶和非晶態(tài))中，以晶態(tài)的內(nèi)能最小，這種性質(zhì)稱為晶體最小內(nèi)能性。氣、液或非晶態(tài)物質(zhì)會(huì)自發(fā)釋放能量變成晶體，但晶體不能自發(fā)變成其它狀態(tài)，晶態(tài)最穩(wěn)定。Temperature/℃TGDTAquartz確定的熔點(diǎn)加熱時(shí)，晶體內(nèi)部各周期都處于相同的吸熱熔化過程，晶體具有確定的熔點(diǎn)。對(duì)稱性晶體的外形及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)都有特有的對(duì)稱性。具有明顯的周期性特征，其內(nèi)部原子都在各自的平衡位置，能量最低。大晶體晶體結(jié)構(gòu)非晶體結(jié)構(gòu)微晶體微晶體是晶粒小、原子排布的周期數(shù)目少，晶體特征不明顯的物質(zhì)。固體高聚物部分晶體，部分無定形體，它們的相對(duì)