晶体结构

晶体结构的思维导图，分享内容有：晶体的宏观特性、空间点阵、晶体的周期性、密堆积与配位数、几种典型的晶体结构、晶向指数与晶面指数、晶体的宏观对称性、晶体的微观对称性、倒格子、晶体结构的实验确定、准晶。

第一章-晶体结构

• 晶体的宏观特性
  • 1.长程有序
    • 晶体材料具有的共同特征
  • 2.自限性与解理性
    • 自发地形成封闭几何多面体的特性，以及沿某些确定方向的晶面劈裂的性质
  • 3.晶体的宏观特性
    • 虽然同种晶体由于生长条件不同，但相应的两晶面之间的夹角总是守恒
  • 4.各向异性
    • 晶体的物理性质在不同方向上存在着差异
  • 5.对称性
    • 许多晶体关于一个面或者一个轴对称
  • 6.周期性
    • 晶体结构由一个基本结构单元在空间重复堆砌而成
• 空间点阵
  • 1.格点与基元
  • 2.晶体结构的周期性
    • 晶体结构=点阵+基元
  • 3.原胞与晶胞
    • 原胞：晶体体积最小的重复单元，各自体积相等
    • 晶胞：反应周期性的重复单元
  • 4.简单格子与复式格子
    • 简单格子（布拉维格子）：一种原子组成，基元中仅包含一个原子
    • 复试格子：由多个简单格子套构而成的晶格
• 晶体的周期性
  • 1.布拉维格子的定义
    • Rn=n1a1+n2a2+n3a3，其中R、a为矢量，n取整数。
  • 2.一维布拉维格子
  • 3.一维复式格子
  • 4.三维情况的原胞
  • 5.三维布拉维晶胞
    • 简立方
    • 体心立方
    • 面心立方
• 密堆积与配位数
  • 1.密堆积
    • 配位数：原子或离子周围最邻近的原子或离子数
  • 2.密堆积结构
    • 六方密堆积
    • 立方密堆积
  • 3.最大配位数
    • 密堆积所对应的配位数
  • 4.致密度
    • n=晶胞中原子的体积之和/晶胞体积
• 几种典型的晶体结构
  • 1.立方晶系的布拉维晶胞
  • 2.立方晶系的复式格子
    • 氯化钠结构：面心立方的复式格子晶体结构
    • 氯化铯结构：布拉维格子为简立方
    • 金刚石结构：两个面心立方子晶格沿立方体对角线平移1/4对角线长度相互穿套而成的复试格子
    • 闪锌矿型结构：面心立方子晶格沿立方体对角线平移1/4对角线长度相互穿套而成的复试格子
    • 钙钛矿结构：简立方格子套构而成的复式格子
    • C60晶体结构
  • 3.六方密堆积结构
    • 六方密堆积
    • 纤维锌矿型结构
• 晶向指数与晶面指数
  • 1.晶向与晶向指数
    • 晶向：晶列的取向
    • 晶向指数：晶格中任一格点A的位矢：Rl=l1a1+l2a2+l3a3，其中R、a为矢量，l为约化整数，记为【l1l2l3】
  • 2.晶面与晶面指数
    • 晶面：无限多的平行晶列平移形成的
    • 晶面指数：某一晶面在基矢方向截距为ra，sb，tc.将系数r，s，t取倒数取h，k，l，写作（hkl）
• 晶体的宏观对称性
  • 1.晶体的对称性与对称操作
  • 2.对称操作的变换关系
    • 转动
    • 对称中心与反演
    • 对称面和反映
  • 3.晶格转轴的度数
    • 写成2π/n，n取1、2、3、4、6
  • 4.晶体的基本对称操作
• 晶体的微观对称性
  • 1.晶体的微观对称元素
    • 平移和平移轴
    • 螺旋旋转与螺旋轴
    • 滑移反映和滑移面
• 倒格子
  • 1.倒格子的概念
    • 正格矢与倒格矢
      • 正格矢Rl•倒格矢Gh=2πn，n为整数
      • 它们的基矢有如下关系：ai•bj=2π（i=j）；=0（i≠j）
    • 两者关系
      • bi=2π（aj×ak）/Ω，ijk遵循指标循环
  • 2.倒格子空间
    • 正格子与倒格子原胞体积之积为（2π）³
    • 正格子晶面族与倒格矢正交
    • 倒格矢长度与晶面族面间距的倒数成反比
  • 3.布里渊区
    • 一维晶格点阵
    • 二维正方结构晶格点阵
    • 三维简立方结构晶格点阵
    • 体心立方结构与面心立方晶格点阵
• 晶体结构的实验确定
  • 1.X射线衍射基本原理
    • 劳厄方程：k-k0=nGh，n为整数，G，k为矢量
    • 布拉格公式：2d（h1h2h3）sinθ=nλ，其中d（h1h2h3）为晶面族的面间距
  • 2.反射球
  • 3.原子形状因子与几何结构因子
    • 原子形状因子
    • 几何结构因子与消光现象
  • 4.X射线衍射实验的基本方法
    • 劳厄法
    • 转动单晶法
    • 粉末法
  • 5.电子衍射与中子衍射
• 准晶
  • 介于周期晶体和非晶体玻璃的一种新的固体物质形态