1、本章概要1.空間格子的劃分原則；各晶系空間格子的特征（晶胞參數(shù)）； 4種基本格子類型和14種布拉維格子。2.晶體結(jié)構(gòu)對(duì)稱與外部對(duì)稱的聯(lián)系與區(qū)別； 晶體結(jié)構(gòu)特有的對(duì)稱要素和對(duì)稱操作。3.空間群與等效點(diǎn)系概念；空間群國(guó)際符號(hào)的書寫規(guī)律。4.晶體結(jié)構(gòu)類型與典型結(jié)構(gòu)分析。5.晶體中的缺陷類型 。 1l空間格子的劃分（1）劃分原則 a. 反映固有的對(duì)稱性； b. 在上述前提下，棱與棱之間 的直角關(guān)系力求最多； c. 在以上二條件的基礎(chǔ)上，體 積力求最小； 2晶族晶系格子類型晶體常數(shù)高級(jí)等軸立方格子 a=b=c,a=b=c,=90=90中級(jí)四方四方格子 a=bc,a=bc,=90=90三方菱面體格子a=b

2、=c, =a=b=c, = 90 90，109 109 28281616 六方及三方六方格子 a=b c,a=b c,= =90= =90 =120 =120 低級(jí)斜方斜方格子 a b ca b c=90=90單斜單斜格子 a b c,a b c,=90=90 9090三斜三斜格子 a b c,a b c, 90 90 3等軸斜方三方六方四方四方單斜三斜 4（1 1）4 4種基本格子類型種基本格子類型 結(jié)點(diǎn)（相當(dāng)點(diǎn)）分布：原始格子（原始格子（P P）：）：結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)8 8個(gè)角頂上。個(gè)角頂上。底心格子：底心格子：角頂及某一對(duì)面的中心。角頂及某一對(duì)面的中心。 C C心格子（心格子（C C）；）；結(jié)點(diǎn)

3、分布（結(jié)點(diǎn)分布（001001） 一對(duì)面的中心。一對(duì)面的中心。lA A心格子（心格子（A A）：）：結(jié)點(diǎn)分布（結(jié)點(diǎn)分布（100100）l 一對(duì)面的中心。一對(duì)面的中心。lB B心格子（心格子（B B）：）：結(jié)點(diǎn)分布（結(jié)點(diǎn)分布（010010） l 一對(duì)面的中心。一對(duì)面的中心。體心格子（體心格子（I I）：）：結(jié)點(diǎn)分布角頂和體中心。結(jié)點(diǎn)分布角頂和體中心。面心格子（）：面心格子（）：結(jié)點(diǎn)分布于角頂和三結(jié)點(diǎn)分布于角頂和三 對(duì)面的中心。對(duì)面的中心。P PF FI IA AB BC C 5原始格子(P) 底心格子(C) 體心格子(I) 面心格子(F)三斜晶系PC=PI=PF=P單斜晶系PCI=CF=C斜方晶系

4、PCIF四方晶系PC=PIF=I三方晶系P與本晶系不符I=RF=R六方晶系P不符合六方對(duì)稱與空間格子條件不符與空間格子條件不符等軸晶系P與本晶系對(duì)稱不符IF 6l四方底心格子轉(zhuǎn)化為原始格子l等軸底心格子轉(zhuǎn)化為面心格子 7晶體內(nèi)部格子構(gòu)造對(duì)稱性無(wú)限單形聚形晶體外部晶體外部對(duì)稱性對(duì)稱性有限 晶體外部對(duì)稱與結(jié)構(gòu)對(duì)稱之間既有聯(lián)系又有區(qū)別 8 晶體的內(nèi)部對(duì)稱具有微觀無(wú)限圖形的對(duì)稱特點(diǎn)，因此，在晶體結(jié)構(gòu)中平行于任何一個(gè)對(duì)稱要素都有無(wú)窮多的和它相同的對(duì)稱要素。 在晶體結(jié)構(gòu)中還出現(xiàn)了一種在晶體外形上不可能有的對(duì)稱操作平移操作 外形上可能出現(xiàn)的那些對(duì)稱要素外形上可能出現(xiàn)的那些對(duì)稱要素特有的對(duì)稱要素特有的對(duì)稱要素

5、 9（1）平移軸：平移重復(fù)無(wú)意義（2）螺旋軸（screw axis）：ns n 軸次（與對(duì)稱形國(guó)際符號(hào)中對(duì)稱軸相同） n：1、 2、 3、 4、 6 S: 旋轉(zhuǎn)后向上移動(dòng)距離的參數(shù)，n的自然數(shù)難點(diǎn)難點(diǎn)。 101.晶體的內(nèi)部對(duì)稱要素2131 32 41 42 43 61 62 63 64 65標(biāo)準(zhǔn)右旋左旋31= 32 左旋41= 43 11若沿螺旋軸方向的結(jié)點(diǎn)間距標(biāo)記為T，則質(zhì)點(diǎn)平移的距離t應(yīng)為（s/n）T。 如21，2為軸次（2次螺旋軸），最小基轉(zhuǎn)角180，平移距離t=1/2T la滑移面b滑移面lc滑移面 n滑移面 d滑移面a、b、c為軸向滑移，滑移矢量分別為a a/2、b b/2、c c/

6、2n為對(duì)角線滑移，移距為（a+ba+b）/2、（a+ca+c）/2、（b+cb+c）/2、（a+b+ca+b+c）/2等d為金剛石型滑移，移距為（a+ba+b）/4、（a+ca+c）/4、（b+cb+c）/4、（a+b+ca+b+c）/4 12復(fù)習(xí)：布拉維格子類型：P、 I、 C、 F晶體內(nèi)部對(duì)稱要素：21 42 64 31 a b c n d 對(duì)稱型的國(guó)際符號(hào)： mmm 4/mmm m3m 13 空間群空間群：是晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)所有對(duì)稱要素的組合。 空間群的國(guó)際符號(hào)： 如 P21/m Fmmm Ibam空間群的國(guó)際符號(hào)構(gòu)成： 格子類型 + 類似對(duì)稱型的國(guó)際符號(hào)（簡(jiǎn)單+平移）例 4 4（L L4

7、4）空間群的國(guó)際符號(hào)分別為P4、P41、P42、P43、I4、I41 國(guó)際符號(hào)能直觀地表示出空間格子的類型和對(duì)稱要素組合 143.等效點(diǎn)系（equipoints） 晶體結(jié)構(gòu)中由一原始點(diǎn)經(jīng)空間群中所有對(duì)稱要素的作用所推導(dǎo)出來(lái)的規(guī)則點(diǎn)系。 這些點(diǎn)所分布的空間位置稱為等效位置。描述等效點(diǎn)系時(shí)需說(shuō)明重復(fù)點(diǎn)數(shù)，魏科夫符號(hào)、點(diǎn)位置上的對(duì)稱性和點(diǎn)的坐標(biāo)等內(nèi)容 151 1 晶體結(jié)構(gòu)類型晶體結(jié)構(gòu)類型l依據(jù)：最強(qiáng)化學(xué)鍵的分布、原子或配位多面體聯(lián)結(jié)的形式。 1 1）島狀（島狀（islandisland）l 結(jié)構(gòu)中存在原子團(tuán)，團(tuán)內(nèi)鍵強(qiáng)遠(yuǎn)大于團(tuán)外。l 如橄欖石（Mg，F(xiàn)e）2（SiO4） 2 2）環(huán)狀環(huán)狀 (cycle

8、)(cycle)l 結(jié)構(gòu)中的配位多面體封閉成環(huán)。如綠柱石Be3Al2Si6O18 3 3）鏈狀鏈狀 (chain)(chain)l 強(qiáng)鍵單向分布。原子或配位多面體聯(lián)結(jié)成鏈狀，鏈間以弱鍵l 或較少?gòu)?qiáng)鍵相聯(lián)。如輝石（Mg，F(xiàn)e）2（Si2O6）、金紅石TiO2 16第二節(jié)第二節(jié) 晶體結(jié)構(gòu)類型與典型結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)類型與典型結(jié)構(gòu)4 4）層狀）層狀 (sheet)(sheet)l強(qiáng)鍵沿兩度空間分布，原子或配位多面體聯(lián)結(jié)成平面網(wǎng)層。層間以分子鍵或其它弱鍵相聯(lián)結(jié)。如石墨（C）5 5）架狀）架狀 (framwork)(framwork)l強(qiáng)鍵在三度空間均勻分布，但配位多面體主要以共角頂聯(lián)結(jié)，同一角頂聯(lián)結(jié)的配位多

9、面體不超過(guò)兩個(gè)，因而結(jié)構(gòu)開闊。如一石英（SiO2）6 6）配位型）配位型 (coordinate)(coordinate)l晶格中只有一種化學(xué)鍵，鍵在三度空間均勻分布。按配位多面體的類型不同可分為：四面體配位型, 八面體配位型和混合配位型。配位多面體之間可以共面、共棱或共角頂聯(lián)結(jié)，同一角頂所聯(lián)結(jié)的配位多面體不少于3個(gè)。如金剛石（C）7 7）分子型）分子型 (molecular)(molecular)l晶體中的結(jié)構(gòu)單位為中性分子，分子內(nèi)部常以較強(qiáng)的共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)，分子間以微弱的分子鍵即范德華力（the Van Der Weals bond）相聯(lián)結(jié)。如自然硫（S） 172 2典型結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu) 不同晶體

10、的結(jié)構(gòu)，若其對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)的排列方式相同，則稱它們的結(jié)構(gòu)是等型不同晶體的結(jié)構(gòu)，若其對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)的排列方式相同，則稱它們的結(jié)構(gòu)是等型的。的。 結(jié)構(gòu)型常以某一種晶體為代表而命名，這些作為代表的晶體結(jié)構(gòu)稱之為典結(jié)構(gòu)型常以某一種晶體為代表而命名，這些作為代表的晶體結(jié)構(gòu)稱之為典型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu)。 如石鹽（如石鹽（NaClNaCl）、方鉛礦（）、方鉛礦（PbSPbS）、方鎂石（）、方鎂石（MgOMgO）等晶體的結(jié)構(gòu)等型，我）等晶體的結(jié)構(gòu)等型，我們以其中的們以其中的NaClNaCl晶體作為代表而命名晶體作為代表而命名NaClNaCl型結(jié)構(gòu)。即型結(jié)構(gòu)。即“NaCl”NaCl”結(jié)構(gòu)為一典型結(jié)構(gòu)為一典型結(jié)構(gòu)，而方鉛礦、方鎂石等

11、晶體具結(jié)構(gòu)，而方鉛礦、方鎂石等晶體具“NaClNaCl型型”結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 一些在一些在幾何特征上與典型結(jié)構(gòu)近似幾何特征上與典型結(jié)構(gòu)近似的晶體結(jié)構(gòu)稍加補(bǔ)充說(shuō)明后，也可借典的晶體結(jié)構(gòu)稍加補(bǔ)充說(shuō)明后，也可借典型結(jié)構(gòu)來(lái)描述，稱為某典型結(jié)構(gòu)的型結(jié)構(gòu)來(lái)描述，稱為某典型結(jié)構(gòu)的“衍生結(jié)構(gòu)衍生結(jié)構(gòu)”。如黃鐵礦（。如黃鐵礦（FeS2FeS2）結(jié)構(gòu)便可）結(jié)構(gòu)便可視為視為“NaClNaCl型型”結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)。 18晶格缺陷： 是一種在晶體結(jié)構(gòu)中的局部范圍內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)排列偏離了格子構(gòu)造規(guī)律的現(xiàn)象。l 晶格缺陷按其在晶體結(jié)構(gòu)中分布的幾何特點(diǎn)可分為：l點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷、體缺陷 第三節(jié)晶格缺陷第三節(jié)晶格缺

12、陷細(xì)微包裹體晶格缺陷主要指前3種類型 19l1 1點(diǎn)缺陷點(diǎn)缺陷（point defect）l 是發(fā)生在一個(gè)或若干個(gè)質(zhì)點(diǎn)范圍內(nèi)所形成的晶格缺陷。最常見的點(diǎn)缺陷表現(xiàn)形式有下列幾種。（1）空位 晶格中應(yīng)有質(zhì)點(diǎn)占據(jù)的位置因缺失質(zhì)點(diǎn)而造成空位。 20（2）填隙 在晶體結(jié)構(gòu)中正常排列的質(zhì)點(diǎn)之間，存在多余的質(zhì)點(diǎn)填充晶格空隙 （3）替位 雜質(zhì)成分的質(zhì)點(diǎn)代替了晶體本身固有成分的質(zhì)點(diǎn)，并占據(jù)了被替代質(zhì)點(diǎn)的晶格位置 212 2線缺陷線缺陷 在晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中沿某條線（行列）方向上的周圍局部范圍內(nèi)所產(chǎn)生的晶格缺陷。它的表現(xiàn)形式主要是位錯(cuò) 3 3面缺陷面缺陷l 有二維空間的缺陷稱面缺陷(plane defect)，它們是指沿晶格內(nèi)或晶粒間某些面的兩側(cè)局部范圍內(nèi)所