晶體的周期性實用教案

1、自然界中的晶體(jngt)*非洲之星1：重達(dá)530.2克拉，鑲嵌在英國王權(quán)杖上。食鹽(shyn)石英(shyng)鉆石雪花天然水晶第1頁/共20頁第一頁，共21頁。1.2 1.2 晶體晶體(jngt)(jngt)的周期性的周期性 晶體組分和排列方式都是千變?nèi)f化，所以(suy)實際晶體結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜！ABX3蛋白質(zhì)晶體(jngt)石墨烯納米管第2頁/共20頁第二頁，共21頁。 按照空間(kngjin)點陣學(xué)說：晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以看成一些相同的點，在空間(kngjin)做規(guī)則的周期性的無限排布。晶體結(jié)構(gòu)對稱性空間點陣對稱性空間點陣(kn jin din zhn)+基元=晶體結(jié)構(gòu)基元：晶體的基本結(jié)構(gòu)單元

2、。（1）一個(y )基元對應(yīng)一個(y )結(jié)點。（2）基元的周圍環(huán)境相同等效性。（3）基元內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的，可以由一種或者數(shù)種原子構(gòu)成。 布拉菲在1848年提出空間點陣學(xué)說，從而奠定了晶體結(jié)構(gòu)幾何理論的基礎(chǔ)。布拉菲空間點陣第3頁/共20頁第三頁，共21頁。晶體結(jié)構(gòu)基元空間點陣(kn jin din zhn)第4頁/共20頁第四頁，共21頁?？臻g點陣(kn jin din zhn)的描述：布拉菲空間點陣：沿三個不同的方向通過點陣中的結(jié)點做平移的直線簇，將結(jié)點包攬(boln)無遺，形成一個三維網(wǎng)格（晶格）。周期：某一個方向上兩相鄰(xin ln)結(jié)點間的距離，稱為該方向上的周期。原胞（固體物理學(xué)原胞）

3、：以一個結(jié)點為頂點，以三個不同方向上的周期為邊長的平行六面體。原胞特點： 11體積最小的重復(fù)單元。體積最小的重復(fù)單元。 2格點只出現(xiàn)在平行六面體頂角上，內(nèi)部和面上都不包含格點。 33每個原胞平均包含一個格點。每個原胞平均包含一個格點。 4原胞的選擇方式（形狀）有多種，但是原胞的體積相等。簡單晶格基元只有一個原子晶格。復(fù)式晶格基元有兩個或者以上原子的晶格。第5頁/共20頁第五頁，共21頁。點陣中任意兩格點之間的位置矢量：第6頁/共20頁第六頁，共21頁。WS原胞：固體物理學(xué)原胞并不能反映(fnyng)晶格的全部宏觀對稱性，為此，威格納和塞茲提出了另一種原胞，稱為威格納塞茲原胞，簡寫為WS原胞。

4、WS 原胞也只包含(bohn)一個格點，因此它與固體物理學(xué)原胞的體積一樣，也是最小周期性重復(fù)單元。 第7頁/共20頁第七頁，共21頁。晶胞(jn bo)（慣用原胞、布拉菲原胞）：為反映晶體的對稱性，重復(fù)單元不一定取最小。晶胞特點： 1晶胞的選取反映晶體的對稱性。 2晶胞中格點不僅(bjn)出現(xiàn)在頂角上，還會出現(xiàn)在體心或者面心。 3晶胞體積為原胞體積的整數(shù)倍。 4每個晶胞中包含=1個格點。* 晶胞同時(tngsh)反映了晶體結(jié)構(gòu)的周期性和對稱性。第8頁/共20頁第八頁，共21頁。簡立方簡立方(lfng)(lfng)晶胞（晶胞（SCSC）原胞體積(tj)=晶胞體積(tj)幾種常見幾種常見(chn

5、jin)(chn jin)的晶胞的晶胞第9頁/共20頁第九頁，共21頁。體心體心(t xn)(t xn)立方晶胞（立方晶胞（BCCBCC）晶胞(jn bo)體積原胞體積(tj)第10頁/共20頁第十頁，共21頁。面心立方面心立方(lfng)(lfng)晶胞（晶胞（FCCFCC）晶胞(jn bo)體積原胞體積(tj)第11頁/共20頁第十一頁，共21頁。六方晶胞六方晶胞(jn bo)(jn bo)（HexagonalHexagonal）第12頁/共20頁第十二頁，共21頁。CsClCsCl幾種幾種(j zhn)(j zhn)常見的晶體結(jié)構(gòu)常見的晶體結(jié)構(gòu)第13頁/共20頁第十三頁，共21頁。NaC

6、lNaCl第14頁/共20頁第十四頁，共21頁。金剛石結(jié)構(gòu)金剛石結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)（SiSi、GeGe）第15頁/共20頁第十五頁，共21頁。立方立方(lfng)ZnS(lfng)ZnS結(jié)構(gòu)（閃鋅礦）結(jié)構(gòu)（閃鋅礦）第16頁/共20頁第十六頁，共21頁。六方六方ZnSZnS、ZnOZnO結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)（纖維鋅礦）（纖維鋅礦）第17頁/共20頁第十七頁，共21頁。練習(xí)練習(xí)(linx)(linx)：基元？點陣？原胞，基矢？第18頁/共20頁第十八頁，共21頁。第19頁/共20頁第十九頁，共21頁。感謝您的觀看(gunkn)！第20頁/共20頁第二十頁，共21頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)自然界中的晶體。（1）一個基元對應(yīng)一個結(jié)點。（2）基元的周圍環(huán)境相同等效性。2格點只出現(xiàn)在平行六面體頂角上，內(nèi)部和面上都不包含(bohn)格點。WS原胞也只包含(bohn)一個格點，因此它與固體物理學(xué)原胞的體積一樣，也是最小周