晶體與非晶體的概念

晶體與非晶體的概念第一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日§1.1晶體的概念§1.2空間格子§1.3晶體的基本性質§1.4晶體學的主要研究內容第一章晶體及晶體學第二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日

凡是具有非人工琢磨而成的幾何多面體形態(tài)的固體都稱之為晶體？圖片§1.1晶體的概念3第三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日石鹽4第四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日無色水晶5第五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日水晶晶簇6第六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日黃鐵礦7第七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日冰州石8第八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日石榴石9第九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日綠柱石10第十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日金剛石11第十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日螢石停，玻璃12第十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日玻璃13第十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日電氣石(碧璽)14第十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日15第十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日石墨16第十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日人造剛玉

多晶17第十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日軟玉18第十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日翡翠19第十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日

砂石沙子晶體？20第二十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日1912年，X射線晶體衍射實驗成功，對晶體的研究從晶體的外部進入到晶體的內部。21第二十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日食鹽現(xiàn)已證明，一切晶體不論其外形如何，它的內部質點（原子、離子、分子）都在三維空間有規(guī)律地周期性排列。22第二十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日晶體★：晶體是內部質點（原子、離子或分子）在三維空間呈周期性重復排列的固體。有些固體如玻璃、琥珀、松香等，它們的內部質點不作規(guī)則排列，稱為非晶體。NaCl晶體結構比較圖23第二十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日古堡液、準24第二十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日準晶準晶是一種介于晶體和非晶體之間的固體，內部結構具有近程和遠程有序，但不體現(xiàn)周期重復?；拘再|25第二十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日基本性質26第二十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日伊朗某清真寺的建筑設計，類似準晶的排列penrose瓷磚27第二十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日以色列人達尼埃爾·謝赫特曼以發(fā)現(xiàn)準晶體贏得2011年度諾貝爾化學獎。28第二十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日準晶具有晶體所不允許的宏觀對稱性。目前推導的準晶體點群共28種,單形42個,5個晶系。29第二十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日液晶:介于固態(tài)和液態(tài)之間的各向異性的流體。性質上：既具有液體的可流動性、粘滯性，又具有晶體的各向異性結構上，具有一維或二維近似有序晶，即分子按某一從優(yōu)方向排列平移無序或部分平移無序的液晶第三十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日NaNO2§1.2空間格子31第三十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日32

(a)體心立方結構晶胞(C)六方密堆結構晶胞(b)面心立方結構晶胞金屬中最常見的三種晶體結構的晶胞:

體心立方結構

面心立方結構

六方密堆結構晶體結構是指晶體中原子、原子團或分子的具體分布情況。1.1.2晶體結構(a)晶體結構

(b)結構單元

(C)空間點陣兩個定義1、空間格子的概念32

+=32第三十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日相當點：是指晶體結構中占據(jù)相同質點和具有相同環(huán)境的

一系列幾何點。CsCl結構基元：是指晶體結構中重復排列的基本單位。

33第三十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日以氯化銫（CsCl）的晶體結構為例動畫34第三十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日定義35第三十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日從晶體結構中抽象出來的一系列在三維空間周期性排列的幾何點稱為空間點陣?？臻g格子是表示晶體內部中質點重復規(guī)律的幾何圖形。空間格子為無限圖形?？臻g格子的要素：結點行列面網(wǎng)平行六面體說明和外形的關系36第三十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日⑴結點：空間格子中的點，代表晶體結構中的相當點，只具幾何意義，不代表任何質點。但在實際晶體中，結點的位置可以被同種質點所占據(jù)。⑵行列：結點在直線上的排列即構成行列。行列中相鄰結點間的距離稱為該行列的結點間距。同一行列或彼此平行的行列上結點間距相等；不同方向的行列，其結點間距一般不等。行列2、空間格子要素37第三十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日面網(wǎng)⑶面網(wǎng)：結點在平面上的分布構成面網(wǎng)。面網(wǎng)上單位面積內結點的數(shù)目稱為面網(wǎng)密度?；ハ嗥叫械拿婢W(wǎng)，面網(wǎng)密度相同；不平行的面網(wǎng)，面網(wǎng)密度一般不等。相互平行的相鄰兩面網(wǎng)之間垂直距離稱為面網(wǎng)間距。

38第三十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日由由六個兩兩平行而且相等的面組成。在實際晶體結構中所劃分出這樣的相應的單位稱為晶胞。整個晶體可以視為晶胞在三維空間平行地、毫無間隙地重復堆砌而成。平行六面體⑷平行六面體：是空間格子在三維空間上可劃出的最小重復單位。39第三十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日區(qū)別強調??！40第四十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日注意：晶體結構和空間格子的區(qū)別（了解）空間格子是晶體中質點排列的幾何學抽象，用以描述和分析晶體結構的周期性和對稱性。由于各陣點的周圍環(huán)境相同，它只能有14種類型。晶體結構是晶體中實際質點（原子、離子或分子）的具體排列方式。它們能組成各種類型的排列，因此，實際存在的晶體結構類型是無限的。聯(lián)系：晶體結構的結構基元與相應空間點陣的結點在空間排列的周期一致看四種晶體41第四十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日點陣點群與點陣點的位置點群晶體結構空間格子+結構基元單胞金屬晶體分子晶體原子晶體離子晶體

42第四十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日§1.3晶體的基本性質一、均一性二、異向性三、自限性四、對稱性五、最小內能性六、定熔性43第四十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日四、對稱性：是指同一晶體中的相同部分或某種相同的性質在不同的方向或位置上作有規(guī)律地重復。五、最小內能性：在相同的熱力學條件下晶體與同種物質的非晶質體、液體、氣體相比較，其內能最小。藍晶石晶體的硬度4～4.56～7晶體學？一、均一性：同一晶體的各部分的物理化學性質相同。二、異向性：同一晶體在不同方向上性質有所差異三、自限性：是指晶體在適當條件下可以自發(fā)地形成封閉的凸幾何多面體的性質。云母、排隊、冰六、定熔性：指晶體具有固定熔點的性質。第四十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日幾何結晶學：以幾何或數(shù)學的理論研究晶體宏觀（晶體外形）和微觀對稱規(guī)律的科學。晶體結構學：研究晶體內部質點排布規(guī)律及結構缺陷。晶體化學：主要研究晶體的化學成分和結構的關系，并進而探討成分、結構與其性能和生成條件的關系。晶體物理學：研究晶體的物理性質及其產(chǎn)生機理。晶體生長學：研究晶體生長機理及控制和影響生長的因素?！?.4晶體學的主要研究內容45第四十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日好好學習天天向上本節(jié)重點掌握：1、概念：晶體、空間格子2、晶體的基本性質46第四十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日本章結束，謝謝！47第四十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日P211-213

7、8、11本章作業(yè)48第四十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日*49晶瑩的雪花天然晶體，是在大自然中自發(fā)結晶形成的，一提起天然晶體，您是否會想到雪花？雪花晶體就像是“仙女散花”般地從天而落，給人們帶來無限的遐想。可以說，雪花是人們最熟悉的天然晶體之一，有著變化萬千的美麗的形態(tài)。而雪花作為晶體，則是枝晶的典型例子。雪花49第四十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日*50不像晶體的晶體我們身邊天然存在的非生物固體物質中，絕大多數(shù)屬于晶體的范疇，其中，既有像食鹽那樣方方正正的外表的單晶體，也有貌不驚人的多晶體。砂石沙子泥土50第五十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日晶體的基本性質相當點可以簡單的定義為晶體結構中物質環(huán)境和幾何環(huán)境完全相同的點，也稱“等同點”。在氯化銫晶體結構中，無論原始點選在Cl－還是Cs＋的中心，或其它任何地方，找出的相當點的分布相同。相當點的分布可體現(xiàn)晶體結構中所有質點的重復規(guī)律。51第五十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日為研究晶體內部質點的重復規(guī)律不受晶體大小限制，設想空間格子為無限圖形?？臻g格子晶體的基本性質例如：1mm3的NaCl晶體結構中包含大約7×1017個相當于一個晶胞的小立方體，這樣的圖形，完全可以看成是無限的。相當點在三維空間作規(guī)則排列而成的格子狀幾何圖形稱為空間格子。52第五十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日2、空間格子要素

⑴結點：空間格子中的點，代表晶體結構中的相當點，只具幾何意義，不代表任何質點。但在實際晶體中，結點的位置可以被同種質點所占據(jù)。⑵行列：結點在直線上的排列即構成行列。行列中相鄰結點間的距離稱為該行列的結點間距。同一行列或彼此平行的行列上結點間距相等；不同方向的行列，其結點間距一般不等。行列晶體的基本性質53第五十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日面網(wǎng)晶體的基本性質⑶面網(wǎng)：結點在平面上的分布構成面網(wǎng)。面網(wǎng)上單位面積內結點的數(shù)目稱為面網(wǎng)密度