晶体的微观结构课件.ppt
《晶体的微观结构课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《晶体的微观结构课件.ppt(57页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、晶体的粒子在空间呈现出晶体的粒子在空间呈现出周期性周期性的无限排列(长程、有序)的无限排列(长程、有序)晶体的微观结构晶体的微观结构(最小)重复单元(最小)重复单元重复规则重复规则基元基元格点、空间点阵格点、空间点阵初级原胞、惯用原胞初级原胞、惯用原胞基矢基矢第二节第二节 晶体的微观结构晶体的微观结构2-1 2-1 空间点阵学说空间点阵学说 十八世纪,阿羽依认为:方解石是由一些十八世纪,阿羽依认为:方解石是由一些坚实的、坚实的、相同的、平行六面体的相同的、平行六面体的“小基石小基石”有规则地重复堆集而有规则地重复堆集而成的。成的。一、导论:一、导论:历史上,关于晶体微观结构的学说历史上,关于晶
2、体微观结构的学说 十九世纪,十九世纪,Bravias的空间点阵学说:的空间点阵学说:晶体的内部晶体的内部结构是由一些相同的点子在空间有规则地作周期性的无结构是由一些相同的点子在空间有规则地作周期性的无限分布限分布,这些点子的总体称之为空间点阵。,这些点子的总体称之为空间点阵。空间点阵学说正确地反映了晶体内在结构的长程空间点阵学说正确地反映了晶体内在结构的长程有序特征,其有序特征,其正确性后来被正确性后来被X射线衍射所证实射线衍射所证实。晶体的内部结构晶体的内部结构可以概括为:是由一些相可以概括为:是由一些相 同的点子在空间作有规则地、周期性地无同的点子在空间作有规则地、周期性地无 限分布,这些
3、相同的点子代表着晶体的基限分布,这些相同的点子代表着晶体的基 本组成单元本组成单元-“-“基元基元”,这些点子在空,这些点子在空 间排列所组成的总体称为间排列所组成的总体称为“空间点阵空间点阵”。二、空间点阵学说二、空间点阵学说晶体结构晶体结构=基元基元+空间点阵空间点阵1、基元(、基元(basis)(1)概念:概念:晶体的晶体的基本基本组成单元组成单元三、相关概念:三、相关概念:最小最小的的重复单元重复单元重复重复/最小最小重复重复/非最小非最小不重复不重复/非最小非最小 *晶体中原子的晶体中原子的种类数种类数 化学元素化学元素 周围环境周围环境:最近邻原子的方位与距离:最近邻原子的方位与距
4、离 化学元素:化学元素:(2 2)选取方法:选取方法:周围环境:周围环境:222333111AABB3 32 2222333111AABBBA231AB231AB231BA231BA*最近邻最近邻不同种类的原子组合不同种类的原子组合222333111AABBBA222333111AABBBA222333111AABBBAo共6种基元*基元可以是基元可以是原子、原子团、离子团原子、原子团、离子团。*基元中基元中原子的个数原子的个数:与晶体包含的原子种类数相同与晶体包含的原子种类数相同如果晶体由一种原子组成,基元就只包含这一个原子。如果晶体由一种原子组成,基元就只包含这一个原子。如果晶体由多种原子
5、组成,基元就包含多种原子。如果晶体由多种原子组成,基元就包含多种原子。*基元基元不唯一不唯一。(3)基元的特性:基元的特性:(1 1)概念:)概念:将基元将基元抽象抽象成为一个数学上的几何点,用成为一个数学上的几何点,用一系列雷同的点子代表基元,这些点子称为一系列雷同的点子代表基元,这些点子称为“格点格点”(2 2)选取方法:)选取方法:选在选在(同种同种)基元基元的的相同原子相同原子位置。位置。2、格(阵)点:、格(阵)点:222333111AABBBA231AB选在选在(同种同种)基元基元的的相同原子相同原子位置位置A(3 3)格点的特性:)格点的特性:o所有格点所代表的基元都相同。所有格
6、点所代表的基元都相同。o每个格点的周围环境都相同。每个格点的周围环境都相同。A 实际晶体实际晶体 基元基元 空间点阵空间点阵 (1 1)概念:)概念:格点格点在空间有规则地、周期性地无限排列的在空间有规则地、周期性地无限排列的总体总体,称为点阵。,称为点阵。3、点阵:、点阵:空空间间点点阵阵中中的的所所有有阵阵点点都都是是严严格格等等同同的的,各各阵阵点点的的周周围围环环境境完完全全相相同同,也也就就是是说说:任任何何一一个个阵阵点点与与其其周周围围阵阵点点之之间间在在空空间间排排布布和和空空间间取取向向上上都是完全相同的。都是完全相同的。(2)点阵的特性:)点阵的特性:晶体的内部结构可以概括
7、为:晶体的内部结构可以概括为:是由一些相是由一些相 同的点子在空间作有规则地、周期性地无同的点子在空间作有规则地、周期性地无 限分布,这些相同的点子代表着晶体的基限分布,这些相同的点子代表着晶体的基 本组成单元本组成单元-“-“基元基元”,这些点子在空,这些点子在空 间排列所组成的总体称为间排列所组成的总体称为“空间点阵空间点阵”。晶体结构晶体结构=基元基元+空间点阵空间点阵 空间点阵学说空间点阵学说 实际晶体实际晶体 基元基元 格点和空间点阵格点和空间点阵 1.实际晶体微观结构复杂,空间点阵可以简单、形象的表征出晶体微观结构的特征(重复单元和重复规则);2.2.正确的选取基元和确定格点正确的
8、选取基元和确定格点,是实现晶体微观结构和空间点阵正确对应的关键步骤。晶体结构晶体结构=基元基元+空间点阵空间点阵题图表示了一个由两种元素原子构成的二维晶体,题图表示了一个由两种元素原子构成的二维晶体,请分析并找出其基元,画出其空间点阵。请分析并找出其基元,画出其空间点阵。选取图中选取图中A1A1原子为格点原子为格点 在二维晶体中,共有三种原子,在二维晶体中,共有三种原子,分别为分别为A1A1,B1B1和和B2 B2 2-2 2-2 固体物理学原胞和结晶学原胞固体物理学原胞和结晶学原胞晶体的粒子在空间呈现出晶体的粒子在空间呈现出周期性周期性的无限排列(长程、有序)的无限排列(长程、有序)晶体的微
9、观结构晶体的微观结构(最小)重复单元(最小)重复单元重复规则重复规则基元基元格点、空间点阵格点、空间点阵初级原胞、惯用原胞初级原胞、惯用原胞基矢基矢A 实际晶体实际晶体 基元基元 空间点阵空间点阵 基矢基矢-以一个结点为顶点,选取三个独立以一个结点为顶点,选取三个独立 的方向,沿这的方向,沿这三个独立方向三个独立方向做矢量,做矢量,矢量的矢量的模量模量等于这三个独立方向上等于这三个独立方向上 的的周期周期,这,这三个矢量三个矢量叫做基矢。叫做基矢。1.1.基矢基矢重复规则重复规则的数学表达的数学表达a:a:原子间最小距离,晶格常数原子间最小距离,晶格常数二、原胞和基矢二、原胞和基矢基矢基矢原胞
10、原胞-以一个格点为顶点,选取三个独立的方向,以这以一个格点为顶点,选取三个独立的方向,以这 三个独立方向上的周期为边长,做一个平行六三个独立方向上的周期为边长,做一个平行六 面体,以这样一个平行六面体为面体,以这样一个平行六面体为重复单元重复单元来概括来概括 晶体结构,这样的一个晶体结构,这样的一个平行六面体平行六面体被称为原胞。被称为原胞。2.2.原胞原胞原胞原胞初基原胞初基原胞概念概念初基原胞是空初基原胞是空间点点阵的最小重复的最小重复单元。元。格点位置格点位置格点都在原胞的格点都在原胞的顶角上,每个初基原胞只包含一角上,每个初基原胞只包含一个格点。个格点。特性特性只体只体现晶体的周期性,
11、而不考晶体的周期性,而不考虑晶体的晶体的对称性;称性;体体积最小;只含一个格点。最小;只含一个格点。二、初基原胞和惯用原胞二、初基原胞和惯用原胞1 1、初基原胞:、初基原胞:表示方法:表示方法:a1a2a:a:原子间最小距离原子间最小距离基矢:基矢:格矢:格矢:格点的位置矢量格点的位置矢量l1、l2、l3任意整数任意整数Rl表示初基原胞基矢表示初基原胞基矢惯用原胞惯用原胞概念概念为了反映晶体的了反映晶体的对称性称性,可,可选取体取体积是初基原胞是初基原胞整数倍的更大整数倍的更大单元作元作为原胞。原胞。这种同种同时反映反映晶体晶体周期性和周期性和对称性称性的原胞称的原胞称为惯用原胞用原胞。格点位
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 晶体 微观 结构 课件
限制150内