1、結(jié)構(gòu)化學(xué)第八章第1頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二 玻璃體在固體中，有些是非晶物質(zhì)，如玻璃、松香、明膠等，在它們內(nèi)部原子或分子的排列沒有周期性的結(jié)構(gòu)規(guī)律，像液體那樣雜亂無章地分布，可以看作過冷液體，稱為玻璃體。松香玻璃明膠第2頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二晶體和玻璃體的結(jié)構(gòu)差異第3頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二簡答題：晶體的性質(zhì)（1）均勻性。一塊晶體內(nèi)部各個(gè)部分的宏觀性質(zhì)是相同的。（2）各向異性。在晶體中不同的方向上具有不同的物理性質(zhì)。（3）自發(fā)地形成多面體外形。晶體在生長過程中自發(fā)地形成晶面，晶面相交成為晶棱會聚成頂

2、點(diǎn)，從而出現(xiàn)具有多面體外姓的特點(diǎn)。（4）晶體具有明顯確定的熔點(diǎn)。晶體具有周期性結(jié)構(gòu)，各個(gè)部分都按同一方式排列。當(dāng)溫度升高，熱振動加劇，晶體開始融化時(shí)，各部分需要同樣的溫度，因而有一定的熔點(diǎn)。（5）晶體的對稱性。晶體的理想外形和晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特定的對稱性。（6）晶體對X射線的衍射。晶體結(jié)構(gòu)的周期大小和X射線的波長相當(dāng)，可作為三維光柵，使X射線產(chǎn)生衍射。第4頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二食鹽晶體和石墨晶體的各向異性第5頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二晶體的熔化曲線8.1.2 點(diǎn)陣和結(jié)構(gòu)基元定義：點(diǎn)陣是一組無限的點(diǎn)，連接其中任意兩點(diǎn)可得一向量，將

3、各個(gè)點(diǎn)按此向量平移能使它復(fù)原，凡滿足這條件的一組點(diǎn)稱為點(diǎn)陣。（注意）第6頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二結(jié)構(gòu)基元點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)中每個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)所代表的具體內(nèi)容，包括原子或分子的種類和數(shù)量及其在空間按一定方式排列的結(jié)構(gòu)，稱為晶體的結(jié)構(gòu)基元（structural motif）晶體結(jié)構(gòu)的表示第7頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二一維周期排列的結(jié)構(gòu)第8頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二一維周期排列的結(jié)構(gòu)及其點(diǎn)陣（黑點(diǎn)代表點(diǎn)陣點(diǎn)）（a）Cu（b）石墨（c）Se（d）NaCl（e）伸展聚乙烯第9頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期

4、二二維周期下點(diǎn)陣和結(jié)構(gòu)基元第10頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二第11頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二第12頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二第13頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二二維周期排列的結(jié)構(gòu)及其點(diǎn)陣（黑點(diǎn)代表點(diǎn)陣點(diǎn)）（a）NaCl（b）Cu（c）石墨（d）B(OH)3第14頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二三維周期排列的結(jié)構(gòu)第15頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二第16頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二三維周期排列的結(jié)構(gòu)及其點(diǎn)陣

5、(黑點(diǎn)代表點(diǎn)陣點(diǎn))(a)Po,(b) CsCl,(c) Na,(d)Cu(e)Mg,(f)金剛石(g)NaCl(h)石墨第17頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二 為什么金屬釙、金屬銅和金屬鈉的結(jié)構(gòu)基元是1個(gè)原子，而金屬鎂和金剛石卻是2個(gè)原子？第18頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二8.1.3 點(diǎn)陣單位第19頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二第20頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二第21頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二8.1.4 晶體的缺陷定義：實(shí)際的晶體都是近似的空間點(diǎn)陣式的結(jié)構(gòu)，實(shí)

6、際晶體有一定的大小，晶體中多少都存在一定的缺陷。晶體中一切偏離理想的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)都稱為晶體缺陷。點(diǎn)缺陷線缺陷面缺陷體缺陷空位雜質(zhì)原子間隙原子錯(cuò)位原子變價(jià)原子位錯(cuò)晶面堆積層錯(cuò)晶粒雙晶的界面空洞氣泡包裹物沉積物晶體缺陷的簡單分類第22頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二常見的晶體缺陷第23頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二8.2 晶體結(jié)構(gòu)的對稱性8.2.1 晶體的對稱元素和對稱操作 晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有一定的對稱性，可用一組對稱元素組成的對稱元素系描述。 晶體結(jié)構(gòu)最基本的特點(diǎn)是具有空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)使晶體的對稱性和分子的對稱性有差別。第24頁，共44頁

7、，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二分子結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)對稱元素對稱操作對稱元素對稱操作旋轉(zhuǎn)軸鏡面對稱中心反軸旋轉(zhuǎn)操作反映操作反演操作旋轉(zhuǎn)反演操作旋轉(zhuǎn)軸鏡面對稱中心反軸旋轉(zhuǎn)操作反映操作反演操作旋轉(zhuǎn)反演操作點(diǎn)陣螺旋軸滑移面平移操作螺旋旋轉(zhuǎn)操作反映滑移操作分子結(jié)構(gòu)和點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)對稱元素和對稱操作的差異第25頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二第26頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二旋轉(zhuǎn)軸軸次的證明第27頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二螺旋軸和滑移面第28頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二高軸次螺旋軸第29頁，共

8、44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二空間點(diǎn)群（本書不要求）第30頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二8.2.2 晶胞名詞： 晶胞按照晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的周期性，劃分出一個(gè)個(gè)大小和形狀完全一樣的平行六面體，以代表晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單位，叫晶胞。劃分原則：（i）盡可能反映晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的對稱性，為此對各晶系的晶胞參數(shù)加以限制，凡符合這限制條件的晶胞稱為正當(dāng)晶胞；（ii）盡可能劃得小一些。晶胞的兩要素：（i）晶胞的大小和形狀，即晶胞參數(shù)a，b，c，；（ii）晶胞內(nèi)部各個(gè)原子的坐標(biāo)位置，即原子的坐標(biāo)參數(shù)（x，y，z）。第31頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星

9、期二8.2.3 晶系32個(gè)點(diǎn)群14個(gè)空間點(diǎn)陣7個(gè)晶系230個(gè)空間群立方晶系六方晶系四方晶系三方晶系正交晶系單斜晶系三斜晶系14個(gè)空間點(diǎn)陣型第32頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二8.2.4 晶體的空間點(diǎn)陣型式第33頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二8.2.5 晶體學(xué)點(diǎn)群（ 32個(gè)）點(diǎn)陣點(diǎn)、直線點(diǎn)陣和平面點(diǎn)陣的指標(biāo) 當(dāng)空間點(diǎn)陣選擇某一點(diǎn)陣點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，選擇3個(gè)不相平行的單位矢量a，b，c后，該空間點(diǎn)陣就按確定的平行六面體進(jìn)行劃分，單位的大小形狀就已確定。這時(shí)點(diǎn)陣中每一點(diǎn)陣點(diǎn)都可用一定的指標(biāo)標(biāo)記它。而一組直線點(diǎn)陣或某個(gè)晶棱的方向也可用數(shù)字符號標(biāo)記。一組平

10、面點(diǎn)陣或晶面也可用一定的數(shù)字指標(biāo)標(biāo)記。1.點(diǎn)陣點(diǎn)指標(biāo)uvw 空間點(diǎn)陣中某一點(diǎn)陣點(diǎn)的坐標(biāo)，可作從原點(diǎn)至該點(diǎn)的矢量r，并將r用單位矢量a，b，c表示，若則該點(diǎn)陣點(diǎn)的指標(biāo)為uvw。第34頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二2.直線點(diǎn)陣指標(biāo)或晶棱指標(biāo)uvw 晶體點(diǎn)陣中的每一組直線點(diǎn)陣的方向，用記號uvw表示，其中u，v，w為3個(gè)互質(zhì)的整數(shù)。直線點(diǎn)陣uvw的取向與矢量uavbwc平行。3.平面點(diǎn)陣指標(biāo)或晶面指標(biāo)（hkl）（研究生考試經(jīng)?？迹┑?5頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二（100），（110），（111）三種晶面的點(diǎn)陣中的取向和z軸平行的各組點(diǎn)陣面在投影

11、中的取向第36頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二4.平面間距d(hkl)（研究生考試的考點(diǎn)，需要記公式）8.3 空間群及晶體結(jié)構(gòu)的表達(dá)（自學(xué)）8.4 晶體的衍射 晶體的周期性結(jié)構(gòu)使晶體能對X射線、中子流、電子流等產(chǎn)生衍射效應(yīng)，形成X射線衍射法、中子衍射法和電子衍射法。這些衍射法能獲得有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)可靠而精確的數(shù)據(jù)，其中最重要的是X射線衍射法。8.4.1 X射線的產(chǎn)生及其性質(zhì) X射線是波長范圍在約110000pm的電磁波。用于測定晶體結(jié)構(gòu)的X射線，波長為50250pm。第37頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二X射線的產(chǎn)生第38頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二8.4.2 衍射的方向第39頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二晶體的X射線衍射的兩要素：（i）衍射方向和（ii）衍射強(qiáng)度。勞埃方程和布拉格方程（考研的重要考點(diǎn)，后者尤其重要）馬克思馮勞埃第40頁，共44頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二第41頁，共