晶体及结晶学ppt课件.ppt

结晶学晶学Crystallography课程简介：结晶学：以晶体为研讨对象，主要研讨晶体的对称规律研讨的是晶体的共同规律，不涉及到详细的晶体种类 特点：空间性、笼统性、逻辑性、理性、共性与后续矿物学构成明显的对比：矿物学：以矿物晶体为研讨对象，主要研讨各详细矿物晶体的成分、物理性质、成因特点等 特点：阅历性、详细性、归纳分类性、感性、个性结晶学〔晶体学〕开展历史及分支学科简介：结晶学〔晶体学〕开展历史及分支学科简介： 结晶学始于结晶学始于17世纪中叶人类的矿业活动，与天文学一世纪中叶人类的矿业活动，与天文学一同成为人类认识物质世界开展最早的两门自然科学同成为人类认识物质世界开展最早的两门自然科学17～～18世纪：以研讨晶体形状为主，也初步推测研讨晶体世纪：以研讨晶体形状为主，也初步推测研讨晶体内部构造的几何规律；内部构造的几何规律；19世纪末～世纪末～20世纪初：世纪初：X－射线的发现及其对晶体构造的丈－射线的发现及其对晶体构造的丈量，进入晶体内部构造研讨阶段；量，进入晶体内部构造研讨阶段；20世纪世纪70年代以来：透射电镜研讨晶体内部超微构造细节；年代以来：透射电镜研讨晶体内部超微构造细节；20世纪世纪80年代，发现准晶体，开辟了晶体对称实际新领域。

年代，发现准晶体，开辟了晶体对称实际新领域分支学科：分支学科：几何结晶学－研讨晶体宏观形状几何规律，主要是几何结晶学－研讨晶体宏观形状几何规律，主要是对称规律对称规律晶体构造学－研讨晶体内部构造几何规律及缺陷晶体构造学－研讨晶体内部构造几何规律及缺陷晶体化学－研讨晶体成分与构造的关系晶体化学－研讨晶体成分与构造的关系晶体生长学－研讨晶体生长机理及其影响要素晶体生长学－研讨晶体生长机理及其影响要素晶体物理学－研讨晶体物理性质及其产活力理晶体物理学－研讨晶体物理性质及其产活力理本课程以晶体形状对称规律及晶体内部构造对称规本课程以晶体形状对称规律及晶体内部构造对称规律为主，简介晶体化学与晶体生长律为主，简介晶体化学与晶体生长第一章第一章 晶晶 体体 本章涉及一些重要的根本概念，这些概念在整个结晶学中都经常出现, 一定要结实掌握晶体 〔远古年代的定义：自发构成规那么形状的物体；(图片) 现代的定义：内部构造具有周期反复性，即具有 格子构造 的物体〕 格子构造〔晶体构造的周期反复规律，这种规律是可以 用格子状的图形－空间格子表示的。

〕 空间格子 〔表示晶体构造周期反复规律的简单几何图形 要画出空间格子，就一定要找出相当点〕 相当点 〔两个条件：1、性质一样，2、周围环境一样〕导出空间格子的方法：导出空间格子的方法： 首先在晶体构造中找出相当点，再将相当首先在晶体构造中找出相当点，再将相当点按照一定的规律衔接起来就构成了空间格点按照一定的规律衔接起来就构成了空间格子相当点〔两个条件：相当点〔两个条件：1、性质一样，、性质一样，2、周围环、周围环境一样〕境一样〕空空间格子与格子与详细的晶体构造是什么关系？的晶体构造是什么关系？可以以可以以为详细的晶体构造是多套空的晶体构造是多套空间格子格子组成的，成的，见图详细的晶体构造是多种原子、离子的晶体构造是多种原子、离子组成的，使得成的，使得其反复其反复规律不容易看出来，而空律不容易看出来，而空间格子就是使格子就是使其反复其反复规律突出表律突出表现出来空间格子格子仅仅是一是一个表达晶体构造中的周期反复个表达晶体构造中的周期反复规律的几何律的几何图形，形，比比详细晶体构造要晶体构造要简单的多空空间格子的要素：格子的要素： ★★结点点: 空空间格子中的点格子中的点,代表代表详细晶晶体构造中的相当点体构造中的相当点. ★★行列行列: 结点在直点在直线上的上的陈列列.〔引出〔引出: 结点点间距距 〕〕同一行列上的同一行列上的结点点间距怎距怎样? ★★面网面网: 结点在平面上的分布点在平面上的分布. 〔引出〔引出: 面网面网间距、距、 面网密度〕面网密度〕面网的外形一定是平行四面网的外形一定是平行四边形！形！面网面网AA’间距距d1面网面网BB’间距距d2面网面网CC’间距距d3面网面网DD’间距距d4面网间距依次减小面网间距依次减小,面网密面网密度也是依次减小的度也是依次减小的.所以所以: 面网密度与面网间距面网密度与面网间距成正比成正比.面网间距与面网间距与 面网密度的关系：面网密度的关系：★★平行六面体平行六面体: : 结点在三点在三维空空间构成的最小反构成的最小反复复单位位 ( (引出引出: a, b, c; α,β,γ ,: a, b, c; α,β,γ ,称称为轴长与与轴角角, ,也称晶胞参数也称晶胞参数 〕〕abc平行六面体对应的实践晶体平行六面体对应的实践晶体中相应的范围叫晶胞。

中相应的范围叫晶胞NaCl晶胞晶胞金红石晶胞金红石晶胞平行六面体可具有各种不同的外形，各种外形的平平行六面体可具有各种不同的外形，各种外形的平行六面体的轴长与轴角〔晶胞参数〕怎样样？行六面体的轴长与轴角〔晶胞参数〕怎样样？我们以后将会看到，平行六面体的外形一共有我们以后将会看到，平行六面体的外形一共有7 7种，种，对应有对应有7 7套晶胞参数的方式，也对应套晶胞参数的方式，也对应7 7个晶系 由晶体的格子构造会由晶体的格子构造会导致晶致晶体的根本性体的根本性质晶体的根本性晶体的根本性质：： ★★自限性自限性: 晶体可以自晶体可以自发地生地生长成成规那么的几何多面体形那么的几何多面体形状 ★★均一性均一性:同一晶体的不同部同一晶体的不同部分物理化学性分物理化学性质完全一完全一样晶体是晶体是绝对均一性，非晶体均一性，非晶体是是统计的、平均近似均一性的、平均近似均一性 ★★异向性：同一晶体不同方向具有异向性：同一晶体不同方向具有不同的物理性不同的物理性质。

例如：例如： 蓝晶石晶石的不同方向上硬度不同的不同方向上硬度不同 思索：思索： 均一性与异向性有矛盾均一性与异向性有矛盾吗？？ 异向性与自限性有什么异向性与自限性有什么联络?★★对称性：同一晶体中，晶体形状一称性：同一晶体中，晶体形状一样的几个的几个部分〔或物理性部分〔或物理性质一一样的几个部分〕有的几个部分〕有规律律地反复出地反复出现例如下面的晶体形状是例如下面的晶体形状是对称的：称的：思索：对称性与异向性有什么联络？思索：对称性与异向性有什么联络？★★最小内能性：晶体与同种物最小内能性：晶体与同种物质的非晶体相比，内能的非晶体相比，内能最小晶体具有固定的熔点晶体具有固定的熔点★★稳定性：晶体比非晶体定性：晶体比非晶体稳定 ﹡要学会用格子构造要学会用格子构造规律解律解释这些根本性些根本性质！！ 请同窗同窗们本人解本人解释〔重点解〔重点解释：异向性、最小：异向性、最小内能性、内能性、稳定性〕〔定性〕〔课堂堂讨论〕〕下面的问题请同窗们思索并讨论：下面的问题请同窗们思索并讨论：1) 非晶体〔玻璃〕的定义及特点？非晶体〔玻璃〕的定义及特点？ 〔引出远程规律与近程规律〕〔引出远程规律与近程规律〕2) 液体、气体的构造具有什么规律？液体、气体的构造具有什么规律？3) 晶体与非晶体的转化？晶体与非晶体的转化？4) 准晶体的发现及定义：准晶体的发现及定义：1984年发现的新景象，年发现的新景象，具有远程规律但没有反具有远程规律但没有反复周期。

这是什么意思复周期这是什么意思呢？呢？5) 准晶体与晶体、非晶体准晶体与晶体、非晶体的关系？的关系？请大家将教材上图请大家将教材上图1－－2〔〔a〕的平面晶〕的平面晶体构造的空间格子画出来体构造的空间格子画出来 (答案答案)本章重点总结：本章重点总结：本章包括本章包括3组重要的根本概念组重要的根本概念: 1) 晶体、格子构造、空间格子、相当点；它们之间晶体、格子构造、空间格子、相当点；它们之间的关系 2) 结点、行列、面网、平行六面体结点、行列、面网、平行六面体; 结点间距、面结点间距、面网间距与面网密度的关系网间距与面网密度的关系. 3) 晶体的根本性质：自限性、均一性、异向性、对晶体的根本性质：自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能、稳定性，并解释为什么称性、最小内能、稳定性，并解释为什么前往前往前往黄铜矿黄铜矿NaCl (石盐石盐)石墨石墨前往前往。