晶體和晶體的基本性質(zhì)課件

結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)CrystallographyandMineralogy結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)CrystallographyandMin1課程簡(jiǎn)介：結(jié)晶學(xué)：以晶體為研究對(duì)象，主要研究晶體的對(duì)稱規(guī)律。研究的是晶體的共同規(guī)律，不涉及到具體的晶體種類。

礦物學(xué)：以礦物晶體為研究對(duì)象，主要研究各具體礦物晶體的成分、物理性質(zhì)、成因特點(diǎn)等。礦物學(xué)：以礦物晶體為研究對(duì)象，主要研究各具體礦物晶體的成分、2分支學(xué)科：幾何結(jié)晶學(xué)－研究晶體宏觀形態(tài)幾何規(guī)律，主要是對(duì)稱規(guī)律。晶體結(jié)構(gòu)學(xué)－研究晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾何規(guī)律及缺陷。晶體化學(xué)－研究晶體成分與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。晶體生長(zhǎng)學(xué)－研究晶體生長(zhǎng)機(jī)理及其影響因素。晶體物理學(xué)－研究晶體物理性質(zhì)及其產(chǎn)生機(jī)理。本課程以晶體形態(tài)對(duì)稱規(guī)律及晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)稱規(guī)律為主，簡(jiǎn)介晶體化學(xué)與晶體生長(zhǎng)。分支學(xué)科：3第一章晶體與晶體的基本性質(zhì)1.晶體、非晶體與準(zhǔn)晶體的概念。2.空間格子的概念，空間格子要素。3.晶體的基本性質(zhì)。4.晶面發(fā)育的一般規(guī)律第一章晶體與晶體的基本性質(zhì)1.晶體、非晶體與準(zhǔn)晶體的概念。4

石英（Quartz）

什么是晶體？1.晶體、非晶體與準(zhǔn)晶體的概念。石英（Quartz）

什么是晶體？1.晶體、非晶體與5

電氣石(Tourmaline)鉬鉛礦(Wulfenite)鉻鉛礦（Crocoite）

電氣石(Tourmaline)鉬鉛礦(Wulfeni6一些晶形發(fā)育完整的晶體一些晶形發(fā)育完整的晶體7

人們常見的晶體有水晶、石鹽、等，在一般人的心目中就認(rèn)為晶體就像水晶和石鹽那樣，具有規(guī)則的幾何多面體形狀。

晶體和晶體的基本性質(zhì)課件8晶體—具有格子構(gòu)造的固體,或內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間成周期性重復(fù)排列的固體。

Crystal－h(huán)omogeneoussolidcontaininglong-rangeorderinthreedimensionalspace.1.晶體、非晶體與準(zhǔn)晶體的概念。晶體—具有格子構(gòu)造的固體,或內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間成周期性重復(fù)9石鹽的晶體結(jié)構(gòu)宏觀石鹽晶體石鹽的晶體結(jié)構(gòu)宏觀石鹽晶體10石英玻璃α-石英的內(nèi)部結(jié)構(gòu)綠球代表Si4+,紅球代表O2-玻璃的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，非晶質(zhì)體：與晶體結(jié)構(gòu)相反，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)不作周期性的重復(fù)排列的固體，即稱為非晶質(zhì)體。石英玻璃α-石英的內(nèi)部結(jié)構(gòu)11準(zhǔn)晶體(quasi-crystal):

具有準(zhǔn)周期格子構(gòu)造的固體。準(zhǔn)周期構(gòu)造－不同于晶體中的平移周期,但具有自相似性(放大或縮小)。準(zhǔn)晶體的質(zhì)點(diǎn)排列雖具有長(zhǎng)程有序，但不體現(xiàn)平移的周期重復(fù)，即不存在格子構(gòu)造。具五次對(duì)稱軸定向長(zhǎng)程有序但無重復(fù)周期的圖形速凝合金準(zhǔn)晶體(quasi-crystal):具有準(zhǔn)周期格子構(gòu)造的12小結(jié)晶體：具有格子構(gòu)造的固體,或內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間成周期性重復(fù)排列的固體。非晶質(zhì)體：與晶體結(jié)構(gòu)相反，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)不作周期性的重復(fù)排列的固體，即稱為非晶質(zhì)體。小結(jié)132.空間格子的概念一切晶體都具有格子構(gòu)造，尋找其格子構(gòu)造的規(guī)律便引出空間格子的概念。

2.空間格子的概念一切晶體都具有格子構(gòu)造，尋找其格子構(gòu)造的規(guī)14晶體（遠(yuǎn)古年代的定義：自發(fā)形成規(guī)則形態(tài)的物體；現(xiàn)代的定義：內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有周期重復(fù)性，即具有

格子構(gòu)造的物體。）

格子構(gòu)造（晶體結(jié)構(gòu)的周期重復(fù)規(guī)律，這種規(guī)律是可以用格子狀的圖形－空間格子表示的。）

空間格子（表示晶體結(jié)構(gòu)周期重復(fù)規(guī)律的簡(jiǎn)單幾何圖形要畫出空間格子，就一定要找出相當(dāng)點(diǎn)。）

相當(dāng)點(diǎn)（兩個(gè)條件：1、性質(zhì)相同，2、周圍環(huán)境相同。）晶體（遠(yuǎn)古年代的定義：自發(fā)形成規(guī)則形態(tài)的物體；15相當(dāng)點(diǎn)（等同點(diǎn)）兩個(gè)條件：1.性質(zhì)相同，2.周圍環(huán)境相同。相當(dāng)點(diǎn)（等同點(diǎn)）16空間格子的導(dǎo)出晶體結(jié)構(gòu)

相當(dāng)點(diǎn)

空間格子

相當(dāng)點(diǎn)：晶體結(jié)構(gòu)中物質(zhì)環(huán)境（周圍質(zhì)點(diǎn)的種類）和幾何環(huán)境

（周圍質(zhì)點(diǎn)的分布方位和距離）都相同的點(diǎn)相當(dāng)點(diǎn)的分布可以體現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)中所有質(zhì)點(diǎn)的平移重復(fù)規(guī)律，連接三維空間的等同點(diǎn)，即可獲得空間格子?？臻g格子的導(dǎo)出晶體結(jié)構(gòu)相當(dāng)17

導(dǎo)出空間格子的方法：在晶體結(jié)構(gòu)中找出相當(dāng)點(diǎn)，再將相當(dāng)點(diǎn)按照一定的規(guī)律連接起來就形成了空間格子。導(dǎo)出空間格子的方法：在晶體結(jié)構(gòu)中找出相當(dāng)點(diǎn)，再將相當(dāng)18空間格子：由結(jié)點(diǎn)（相當(dāng)點(diǎn)）在三維空間作周期性重復(fù)排列后構(gòu)成的無限圖形。它反映晶體質(zhì)點(diǎn)排列的規(guī)律性。說明：一種晶體結(jié)構(gòu)中的所有質(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成的空間格子類型是相同的(只有一種)，只是在組成晶體結(jié)構(gòu)時(shí)有所平移，但相當(dāng)點(diǎn)可以有幾種空間格子：由結(jié)點(diǎn)（相當(dāng)點(diǎn)）在三維空間作周期性重復(fù)排列后構(gòu)成的192.空間格子的概念空間格子要素1.結(jié)點(diǎn)：空間格子中的點(diǎn)，代表晶體構(gòu)造中的相當(dāng)點(diǎn)。2.行列：結(jié)點(diǎn)在直線上的排列。空間格子中任意兩結(jié)點(diǎn)連接方向就是一條行列，行列中相鄰結(jié)點(diǎn)間的距離稱為結(jié)點(diǎn)間距。同一行列方向上結(jié)點(diǎn)間距相等；不同方向的行列，其結(jié)點(diǎn)間距一般不等。

a2.空間格子的概念空間格子要素a202.空間格子的概念3.面網(wǎng)：結(jié)點(diǎn)在平面上的分布?？臻g格子中任意兩個(gè)相交的行列可確定一個(gè)面網(wǎng)。單位面積面網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)的數(shù)目稱為面網(wǎng)密度。任意兩相鄰面網(wǎng)間的垂直距離稱為面網(wǎng)間距。2.空間格子的概念3.面網(wǎng)：結(jié)點(diǎn)在平面上的分布。21

相互平行的面網(wǎng)間面網(wǎng)密度相等，其面網(wǎng)間距也相等，不相平行的一般不等，且面網(wǎng)密度大的面網(wǎng)間距大，反之，網(wǎng)密度小的面網(wǎng)間距小。d1d2d3

相互平行的面網(wǎng)間面網(wǎng)密度相等，其面網(wǎng)間距也相等，不222.空間格子的概念4.平行六面體：空間格子中的最小單位體積?？臻g格子可以被看成是由無數(shù)個(gè)平行六面體在三維空間無間隙地重復(fù)堆疊而成。

bac2.空間格子的概念4.平行六面體：空間格子中的最小單位體積。23平行六面體對(duì)應(yīng)的實(shí)際晶體中相應(yīng)的范圍叫晶胞。NaCl晶胞金紅石晶胞平行六面體對(duì)應(yīng)的實(shí)際晶體中相應(yīng)的范圍叫晶胞。NaCl晶胞金紅24晶體的宏觀外形與微觀晶胞晶體的宏觀外形與微觀晶胞25晶面、晶棱、角頂與面網(wǎng)、行列、結(jié)點(diǎn)的關(guān)系晶面、晶棱、角頂與面網(wǎng)、行列、結(jié)點(diǎn)的關(guān)系263.晶體的基本性質(zhì)

3.晶體的基本性質(zhì)

273.晶體的基本性質(zhì)我們將一切晶體所共有的，并且由晶體的格子構(gòu)造所決定的性質(zhì)，稱為晶體的基本性質(zhì)。1.自限性:

晶體能夠自發(fā)地生長(zhǎng)成規(guī)則的幾何多面體形態(tài)。

3.晶體的基本性質(zhì)我們將一切晶體所共有的，并且由晶體的格子構(gòu)283.晶體的基本性質(zhì)2.均一性:同一晶體的不同部分物理化學(xué)性質(zhì)完全相同?？梢杂脭?shù)學(xué)公式來表示,設(shè)在晶體的x處和x+x’處取得小晶體,則

F(x)

F(x+x’)

此處F表示化學(xué)組成和性質(zhì)等物理量度。

非晶質(zhì)體也具有其均一性，但由于非晶質(zhì)體的質(zhì)點(diǎn)排列不具有格子構(gòu)造，所以其均一性是統(tǒng)計(jì)的、平均近似的均一，稱為統(tǒng)計(jì)均一性；而晶體的均一性是取決于其格子構(gòu)造的，稱為結(jié)晶均一性。3.晶體的基本性質(zhì)2.均一性:同一晶體的不同部分物理化學(xué)性質(zhì)293.晶體的基本性質(zhì)3.異向性：同一晶體不同方向具有不同的物理性質(zhì)。如：藍(lán)晶石的不同方向上硬度不同：

AA方向，H＝4.5，小刀可刻動(dòng)。

BB方向，H＝6.5，小刀不能刻動(dòng)。思考：均一性與異向性有矛盾嗎？3.晶體的基本性質(zhì)3.異向性：同一晶體不同方向具有不同的物理303.晶體的基本性質(zhì)4.對(duì)稱性：同一晶體中，晶體形態(tài)相同的幾個(gè)部分（或物理性質(zhì)相同的幾個(gè)部分）有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)。例如下面的晶體形態(tài)是對(duì)稱的：3.晶體的基本性質(zhì)4.對(duì)稱性：同一晶體中，晶體形態(tài)相同的幾個(gè)313.晶體的基本性質(zhì)5.最小內(nèi)能性：晶體與同種物質(zhì)的非晶體相比，內(nèi)能最小。

內(nèi)能=動(dòng)能

+勢(shì)能質(zhì)點(diǎn)在平衡點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)間相對(duì)周圍作無規(guī)則位置所產(chǎn)生振動(dòng)的能量能量3.晶體的基本性質(zhì)5.最小內(nèi)能性：晶體與同種物質(zhì)的非晶體相比323.晶體的基本性質(zhì)6.穩(wěn)定性：在相同的熱力學(xué)條件下，具有相同化學(xué)成分的晶體和非晶質(zhì)體相比，晶體是穩(wěn)定的，而非晶質(zhì)體是不穩(wěn)定的。對(duì)于化學(xué)成分相同的物質(zhì)，以不同的物理狀態(tài)存在時(shí)，其中以結(jié)晶狀態(tài)最為穩(wěn)定。這一性質(zhì)與晶體的內(nèi)能最小是吻合的。在沒有外加能量的情況下，晶體是不會(huì)自發(fā)地向其它物理狀態(tài)轉(zhuǎn)變的。3.晶體的基本性質(zhì)6.穩(wěn)定性：在相同的熱力學(xué)條件下，具333.晶體的基本性質(zhì)穩(wěn)定性晶體與非晶體加熱曲線3.晶體的基本性質(zhì)穩(wěn)定性344.晶面發(fā)育的一般規(guī)律4.晶面發(fā)育的一般規(guī)律35晶體的生長(zhǎng)氣態(tài)凝華晶體液態(tài)液體熔體過飽和過冷卻晶體固態(tài)晶體晶核晶體1、晶體形成的方式晶體的生長(zhǎng)氣態(tài)凝華晶體液態(tài)液體熔體過飽和過冷卻晶固態(tài)晶體晶核層生長(zhǎng)理論：晶體上存在三種位置，優(yōu)先占三面凹角。晶體的生長(zhǎng)先長(zhǎng)滿一層面網(wǎng)，再長(zhǎng)相鄰的一層，逐層的向外平行推移，當(dāng)生長(zhǎng)停止時(shí)，最外層的面網(wǎng)即表現(xiàn)為實(shí)際的晶面。2、晶體的生長(zhǎng)理論層生長(zhǎng)理論：晶體上存在三種位置，優(yōu)先占三面凹角。2、晶體的37

這一模型要討論的關(guān)鍵問題是：在一個(gè)正在生長(zhǎng)的晶面上尋找出最佳生長(zhǎng)位置，有平坦面、兩面凹角位、三面凹角位。其中平坦面只有一個(gè)方向成鍵，兩面凹角有兩個(gè)方向成鍵，三面凹角有三個(gè)方向成鍵。

這一模型要討論的關(guān)鍵問題是：在一個(gè)正在生長(zhǎng)的晶面上尋38層生長(zhǎng)理論可解釋如下一些現(xiàn)象：1．晶體常生長(zhǎng)成面平、棱直的多面體形態(tài)。2．在晶體生長(zhǎng)過程中，環(huán)境會(huì)有變化，不同時(shí)刻生成的晶體在物理性質(zhì)和成分等方面可能有細(xì)微的變化，因而在晶體的端面上常?？梢钥吹綆顦?gòu)造，晶面是平行向外推移生長(zhǎng)的。3．由于晶面是平行向外推移生長(zhǎng)的，所以同種礦物不同晶體上對(duì)應(yīng)晶面間的夾角不變。層生長(zhǎng)理論可解釋如下一些現(xiàn)象：39同種礦物不同晶體上對(duì)應(yīng)晶面間的夾角不變。同種礦物不同晶體上對(duì)應(yīng)晶面間的夾角不變。40螺旋生長(zhǎng)理論：由于晶核中螺旋位錯(cuò)的出現(xiàn)，從而在晶面上形成一個(gè)永不消失的階梯，在臨近位錯(cuò)線處，永遠(yuǎn)存在三面凹角，質(zhì)點(diǎn)首先將在位錯(cuò)線附近的三面凹角處填補(bǔ)，從而使新的質(zhì)點(diǎn)面網(wǎng)一層接一層的做螺旋式地生長(zhǎng)螺旋生長(zhǎng)理論：由于晶核中螺旋位錯(cuò)的出現(xiàn)，從而41布拉維法則：實(shí)際晶體的晶面常常平行于面網(wǎng)密度最大的面網(wǎng)布拉維法則：實(shí)際晶體的晶面常常平行于面網(wǎng)密42為什么？面網(wǎng)密度大—面網(wǎng)間距大—對(duì)生長(zhǎng)質(zhì)點(diǎn)吸引力小—生長(zhǎng)速度慢生長(zhǎng)速度慢—在晶形上保留—生長(zhǎng)速度快—尖滅為什么？433.面角守恒定律

同種晶體雖然它們的形狀和大小可各不相同，但它們之間各相對(duì)應(yīng)的晶面夾角是相等的。

由此提出了面角守恒定律：

在相同的溫度、壓力條件下，成分和結(jié)構(gòu)相同的所有晶體，其對(duì)應(yīng)晶面的夾角恒等。

3.面角守恒定律44面角是指晶面法線之間的夾角。面角是指晶面法線之間的夾角。45本章重點(diǎn)總結(jié)：本章包括4組重要的基本概念:1)晶體、格子構(gòu)造、空間格子、相當(dāng)點(diǎn)；它們之間的關(guān)系。

2)結(jié)點(diǎn)、行列、面網(wǎng)、平行六面體;結(jié)點(diǎn)間距、面網(wǎng)間距與面網(wǎng)密度的關(guān)系.3)晶體的基本性質(zhì)：自限性、均一性、異向性、對(duì)稱性、最小內(nèi)能、穩(wěn)定性，并解釋為什么。

4)晶體的生長(zhǎng)理論、布拉維法則及面角守恒定律。本章重點(diǎn)總結(jié)：46課后問題：1、判斷下列物體中哪些是非晶質(zhì)體：有機(jī)玻璃瀝青冰糖綿白糖蠟燭2、晶體不一定表現(xiàn)出規(guī)則的幾何多面體外形。但生長(zhǎng)時(shí)能自發(fā)長(zhǎng)成自身的規(guī)則多面體外形的固體，是否肯定都是晶體？為什么？3、教材P17第5題；課后問題：1、判斷下列物體中哪些是非晶質(zhì)體：2、晶體不一定表47贈(zèng)送精美圖標(biāo)贈(zèng)送精美圖標(biāo)481、字體安裝與設(shè)置如果您對(duì)PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)行批量替換，一次性更改各頁(yè)面字體。在“開始”選項(xiàng)卡中，點(diǎn)擊“替換”按鈕右側(cè)箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點(diǎn)擊“替換”按鈕，完成。492、替換模板中的圖片模板中的圖片展示頁(yè)面，您可以根據(jù)需要替換這些圖片，下面介紹兩種替換方法。方法一：更改圖片選中模版中的圖片（有些圖片與其他對(duì)象進(jìn)行了組合，選擇時(shí)一定要選中圖片本身，而不是組合）。單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“更改圖片”，選擇要替換的圖片。（如下圖）注意：為防止替換圖片發(fā)生變形，請(qǐng)使用與原圖長(zhǎng)寬比例相同的圖片。491、字體安裝與設(shè)置如果您對(duì)PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)49PPT放映設(shè)置PPT放映場(chǎng)合不同，放映的要求也不同，下面將例舉幾種常用的放映設(shè)置方式。讓PPT停止自動(dòng)播放1.單擊”幻燈片放映”選項(xiàng)卡，去除“使用計(jì)時(shí)”選項(xiàng)即可。讓PPT進(jìn)行循環(huán)播放1.單擊”幻燈片放映”選項(xiàng)卡中的“設(shè)置幻燈片放映”，在彈出對(duì)話框中勾選“循環(huán)放映，按ESC鍵終止”。50PPT放映設(shè)置PPT放映場(chǎng)合不同，放映的要求也不同，下面將例贈(zèng)送精美圖標(biāo)贈(zèng)送精美圖標(biāo)511、字體安裝與設(shè)置如果您對(duì)PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)行批量替換，一次性更改各頁(yè)面字體。在“開始”選項(xiàng)卡中，點(diǎn)擊“替換”按鈕右側(cè)箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點(diǎn)擊“替換”按鈕，完成。522、替換模板中的圖片模板中的圖片展示頁(yè)面，您可以根據(jù)需要替換這些圖片，下面介紹兩種替換方法。方法一：更改圖片選中模版中的圖片（有些圖片與其他對(duì)象進(jìn)行了組合，選擇時(shí)一定要選中圖片本身，而不是組合）。單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“更改圖片”，選擇要替換的圖片。（如下圖）注意：為防止替換圖片發(fā)生變形，請(qǐng)使用與原圖長(zhǎng)寬比例相同的圖片。521、字體安裝與設(shè)置如果您對(duì)PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)52PPT放映設(shè)置PPT放映場(chǎng)合不同，放映的要求也不同，下面將例舉幾種常用的放映設(shè)置方式。讓PPT停止自動(dòng)播放1.單擊”幻燈片放映”選項(xiàng)卡，去除“使用計(jì)時(shí)”選項(xiàng)即可。讓PPT進(jìn)行循環(huán)播放1.單擊”幻燈片放映”選項(xiàng)卡中的“設(shè)置幻燈片放映”，在彈出對(duì)話框中勾選“循環(huán)放映，按ESC鍵終止”。53PPT放映設(shè)置PPT放映場(chǎng)合不同，放映的要求也不同，下面將例結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)CrystallographyandMineralogy結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)CrystallographyandMin54課程簡(jiǎn)介：結(jié)晶學(xué)：以晶體為研究對(duì)象，主要研究晶體的對(duì)稱規(guī)律。研究的是晶體的共同規(guī)律，不涉及到具體的晶體種類。

礦物學(xué)：以礦物晶體為研究對(duì)象，主要研究各具體礦物晶體的成分、物理性質(zhì)、成因特點(diǎn)等。礦物學(xué)：以礦物晶體為研究對(duì)象，主要研究各具體礦物晶體的成分、55分支學(xué)科：幾何結(jié)晶學(xué)－研究晶體宏觀形態(tài)幾何規(guī)律，主要是對(duì)稱規(guī)律。晶體結(jié)構(gòu)學(xué)－研究晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾何規(guī)律及缺陷。晶體化學(xué)－研究晶體成分與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。晶體生長(zhǎng)學(xué)－研究晶體生長(zhǎng)機(jī)理及其影響因素。晶體物理學(xué)－研究晶體物理性質(zhì)及其產(chǎn)生機(jī)理。本課程以晶體形態(tài)對(duì)稱規(guī)律及晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)稱規(guī)律為主，簡(jiǎn)介晶體化學(xué)與晶體生長(zhǎng)。分支學(xué)科：56第一章晶體與晶體的基本性質(zhì)1.晶體、非晶體與準(zhǔn)晶體的概念。2.空間格子的概念，空間格子要素。3.晶體的基本性質(zhì)。4.晶面發(fā)育的一般規(guī)律第一章晶體與晶體的基本性質(zhì)1.晶體、非晶體與準(zhǔn)晶體的概念。57

石英（Quartz）

什么是晶體？1.晶體、非晶體與準(zhǔn)晶體的概念。石英（Quartz）

什么是晶體？1.晶體、非晶體與58

電氣石(Tourmaline)鉬鉛礦(Wulfenite)鉻鉛礦（Crocoite）

電氣石(Tourmaline)鉬鉛礦(Wulfeni59一些晶形發(fā)育完整的晶體一些晶形發(fā)育完整的晶體60

人們常見的晶體有水晶、石鹽、等，在一般人的心目中就認(rèn)為晶體就像水晶和石鹽那樣，具有規(guī)則的幾何多面體形狀。

晶體和晶體的基本性質(zhì)課件61晶體—具有格子構(gòu)造的固體,或內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間成周期性重復(fù)排列的固體。

Crystal－h(huán)omogeneoussolidcontaininglong-rangeorderinthreedimensionalspace.1.晶體、非晶體與準(zhǔn)晶體的概念。晶體—具有格子構(gòu)造的固體,或內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間成周期性重復(fù)62石鹽的晶體結(jié)構(gòu)宏觀石鹽晶體石鹽的晶體結(jié)構(gòu)宏觀石鹽晶體63石英玻璃α-石英的內(nèi)部結(jié)構(gòu)綠球代表Si4+,紅球代表O2-玻璃的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，非晶質(zhì)體：與晶體結(jié)構(gòu)相反，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)不作周期性的重復(fù)排列的固體，即稱為非晶質(zhì)體。石英玻璃α-石英的內(nèi)部結(jié)構(gòu)64準(zhǔn)晶體(quasi-crystal):

具有準(zhǔn)周期格子構(gòu)造的固體。準(zhǔn)周期構(gòu)造－不同于晶體中的平移周期,但具有自相似性(放大或縮小)。準(zhǔn)晶體的質(zhì)點(diǎn)排列雖具有長(zhǎng)程有序，但不體現(xiàn)平移的周期重復(fù)，即不存在格子構(gòu)造。具五次對(duì)稱軸定向長(zhǎng)程有序但無重復(fù)周期的圖形速凝合金準(zhǔn)晶體(quasi-crystal):具有準(zhǔn)周期格子構(gòu)造的65小結(jié)晶體：具有格子構(gòu)造的固體,或內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間成周期性重復(fù)排列的固體。非晶質(zhì)體：與晶體結(jié)構(gòu)相反，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)不作周期性的重復(fù)排列的固體，即稱為非晶質(zhì)體。小結(jié)662.空間格子的概念一切晶體都具有格子構(gòu)造，尋找其格子構(gòu)造的規(guī)律便引出空間格子的概念。

2.空間格子的概念一切晶體都具有格子構(gòu)造，尋找其格子構(gòu)造的規(guī)67晶體（遠(yuǎn)古年代的定義：自發(fā)形成規(guī)則形態(tài)的物體；現(xiàn)代的定義：內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有周期重復(fù)性，即具有

格子構(gòu)造的物體。）

格子構(gòu)造（晶體結(jié)構(gòu)的周期重復(fù)規(guī)律，這種規(guī)律是可以用格子狀的圖形－空間格子表示的。）

空間格子（表示晶體結(jié)構(gòu)周期重復(fù)規(guī)律的簡(jiǎn)單幾何圖形要畫出空間格子，就一定要找出相當(dāng)點(diǎn)。）

相當(dāng)點(diǎn)（兩個(gè)條件：1、性質(zhì)相同，2、周圍環(huán)境相同。）晶體（遠(yuǎn)古年代的定義：自發(fā)形成規(guī)則形態(tài)的物體；68相當(dāng)點(diǎn)（等同點(diǎn)）兩個(gè)條件：1.性質(zhì)相同，2.周圍環(huán)境相同。相當(dāng)點(diǎn)（等同點(diǎn)）69空間格子的導(dǎo)出晶體結(jié)構(gòu)

相當(dāng)點(diǎn)

空間格子

相當(dāng)點(diǎn)：晶體結(jié)構(gòu)中物質(zhì)環(huán)境（周圍質(zhì)點(diǎn)的種類）和幾何環(huán)境

（周圍質(zhì)點(diǎn)的分布方位和距離）都相同的點(diǎn)相當(dāng)點(diǎn)的分布可以體現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)中所有質(zhì)點(diǎn)的平移重復(fù)規(guī)律，連接三維空間的等同點(diǎn)，即可獲得空間格子?？臻g格子的導(dǎo)出晶體結(jié)構(gòu)相當(dāng)70

導(dǎo)出空間格子的方法：在晶體結(jié)構(gòu)中找出相當(dāng)點(diǎn)，再將相當(dāng)點(diǎn)按照一定的規(guī)律連接起來就形成了空間格子。導(dǎo)出空間格子的方法：在晶體結(jié)構(gòu)中找出相當(dāng)點(diǎn)，再將相當(dāng)71空間格子：由結(jié)點(diǎn)（相當(dāng)點(diǎn)）在三維空間作周期性重復(fù)排列后構(gòu)成的無限圖形。它反映晶體質(zhì)點(diǎn)排列的規(guī)律性。說明：一種晶體結(jié)構(gòu)中的所有質(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成的空間格子類型是相同的(只有一種)，只是在組成晶體結(jié)構(gòu)時(shí)有所平移，但相當(dāng)點(diǎn)可以有幾種空間格子：由結(jié)點(diǎn)（相當(dāng)點(diǎn)）在三維空間作周期性重復(fù)排列后構(gòu)成的722.空間格子的概念空間格子要素1.結(jié)點(diǎn)：空間格子中的點(diǎn)，代表晶體構(gòu)造中的相當(dāng)點(diǎn)。2.行列：結(jié)點(diǎn)在直線上的排列?？臻g格子中任意兩結(jié)點(diǎn)連接方向就是一條行列，行列中相鄰結(jié)點(diǎn)間的距離稱為結(jié)點(diǎn)間距。同一行列方向上結(jié)點(diǎn)間距相等；不同方向的行列，其結(jié)點(diǎn)間距一般不等。

a2.空間格子的概念空間格子要素a732.空間格子的概念3.面網(wǎng)：結(jié)點(diǎn)在平面上的分布?？臻g格子中任意兩個(gè)相交的行列可確定一個(gè)面網(wǎng)。單位面積面網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)的數(shù)目稱為面網(wǎng)密度。任意兩相鄰面網(wǎng)間的垂直距離稱為面網(wǎng)間距。2.空間格子的概念3.面網(wǎng)：結(jié)點(diǎn)在平面上的分布。74

相互平行的面網(wǎng)間面網(wǎng)密度相等，其面網(wǎng)間距也相等，不相平行的一般不等，且面網(wǎng)密度大的面網(wǎng)間距大，反之，網(wǎng)密度小的面網(wǎng)間距小。d1d2d3

相互平行的面網(wǎng)間面網(wǎng)密度相等，其面網(wǎng)間距也相等，不752.空間格子的概念4.平行六面體：空間格子中的最小單位體積。空間格子可以被看成是由無數(shù)個(gè)平行六面體在三維空間無間隙地重復(fù)堆疊而成。

bac2.空間格子的概念4.平行六面體：空間格子中的最小單位體積。76平行六面體對(duì)應(yīng)的實(shí)際晶體中相應(yīng)的范圍叫晶胞。NaCl晶胞金紅石晶胞平行六面體對(duì)應(yīng)的實(shí)際晶體中相應(yīng)的范圍叫晶胞。NaCl晶胞金紅77晶體的宏觀外形與微觀晶胞晶體的宏觀外形與微觀晶胞78晶面、晶棱、角頂與面網(wǎng)、行列、結(jié)點(diǎn)的關(guān)系晶面、晶棱、角頂與面網(wǎng)、行列、結(jié)點(diǎn)的關(guān)系793.晶體的基本性質(zhì)

3.晶體的基本性質(zhì)

803.晶體的基本性質(zhì)我們將一切晶體所共有的，并且由晶體的格子構(gòu)造所決定的性質(zhì)，稱為晶體的基本性質(zhì)。1.自限性:

晶體能夠自發(fā)地生長(zhǎng)成規(guī)則的幾何多面體形態(tài)。

3.晶體的基本性質(zhì)我們將一切晶體所共有的，并且由晶體的格子構(gòu)813.晶體的基本性質(zhì)2.均一性:同一晶體的不同部分物理化學(xué)性質(zhì)完全相同?？梢杂脭?shù)學(xué)公式來表示,設(shè)在晶體的x處和x+x’處取得小晶體,則

F(x)

F(x+x’)

此處F表示化學(xué)組成和性質(zhì)等物理量度。

非晶質(zhì)體也具有其均一性，但由于非晶質(zhì)體的質(zhì)點(diǎn)排列不具有格子構(gòu)造，所以其均一性是統(tǒng)計(jì)的、平均近似的均一，稱為統(tǒng)計(jì)均一性；而晶體的均一性是取決于其格子構(gòu)造的，稱為結(jié)晶均一性。3.晶體的基本性質(zhì)2.均一性:同一晶體的不同部分物理化學(xué)性質(zhì)823.晶體的基本性質(zhì)3.異向性：同一晶體不同方向具有不同的物理性質(zhì)。如：藍(lán)晶石的不同方向上硬度不同：

AA方向，H＝4.5，小刀可刻動(dòng)。

BB方向，H＝6.5，小刀不能刻動(dòng)。思考：均一性與異向性有矛盾嗎？3.晶體的基本性質(zhì)3.異向性：同一晶體不同方向具有不同的物理833.晶體的基本性質(zhì)4.對(duì)稱性：同一晶體中，晶體形態(tài)相同的幾個(gè)部分（或物理性質(zhì)相同的幾個(gè)部分）有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)。例如下面的晶體形態(tài)是對(duì)稱的：3.晶體的基本性質(zhì)4.對(duì)稱性：同一晶體中，晶體形態(tài)相同的幾個(gè)843.晶體的基本性質(zhì)5.最小內(nèi)能性：晶體與同種物質(zhì)的非晶體相比，內(nèi)能最小。

內(nèi)能=動(dòng)能

+勢(shì)能質(zhì)點(diǎn)在平衡點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)間相對(duì)周圍作無規(guī)則位置所產(chǎn)生振動(dòng)的能量能量3.晶體的基本性質(zhì)5.最小內(nèi)能性：晶體與同種物質(zhì)的非晶體相比853.晶體的基本性質(zhì)6.穩(wěn)定性：在相同的熱力學(xué)條件下，具有相同化學(xué)成分的晶體和非晶質(zhì)體相比，晶體是穩(wěn)定的，而非晶質(zhì)體是不穩(wěn)定的。對(duì)于化學(xué)成分相同的物質(zhì)，以不同的物理狀態(tài)存在時(shí)，其中以結(jié)晶狀態(tài)最為穩(wěn)定。這一性質(zhì)與晶體的內(nèi)能最小是吻合的。在沒有外加能量的情況下，晶體是不會(huì)自發(fā)地向其它物理狀態(tài)轉(zhuǎn)變的。3.晶體的基本性質(zhì)6.穩(wěn)定性：在相同的熱力學(xué)條件下，具863.晶體的基本性質(zhì)穩(wěn)定性晶體與非晶體加熱曲線3.晶體的基本性質(zhì)穩(wěn)定性874.晶面發(fā)育的一般規(guī)律4.晶面發(fā)育的一般規(guī)律88晶體的生長(zhǎng)氣態(tài)凝華晶體液態(tài)液體熔體過飽和過冷卻晶體固態(tài)晶體晶核晶體1、晶體形成的方式晶體的生長(zhǎng)氣態(tài)凝華晶體液態(tài)液體熔體過飽和過冷卻晶固態(tài)晶體晶核層生長(zhǎng)理論：晶體上存在三種位置，優(yōu)先占三面凹角。晶體的生長(zhǎng)先長(zhǎng)滿一層面網(wǎng)，再長(zhǎng)相鄰的一層，逐層的向外平行推移，當(dāng)生長(zhǎng)停止時(shí)，最外層的面網(wǎng)即表現(xiàn)為實(shí)際的晶面。2、晶體的生長(zhǎng)理論層生長(zhǎng)理論：晶體上存在三種位置，優(yōu)先占三面凹角。2、晶體的90

這一模型要討論的關(guān)鍵問題是：在一個(gè)正在生長(zhǎng)的晶面上尋找出最佳生長(zhǎng)位置，有平坦面、兩面凹角位、三面凹角位。其中平坦面只有一個(gè)方向成鍵，兩面凹角有兩個(gè)方向成鍵，三面凹角有三個(gè)方向成鍵。

這一模型要討論的關(guān)鍵問題是：在一個(gè)正在生長(zhǎng)的晶面上尋91層生長(zhǎng)理論可解釋如下一些現(xiàn)象：1．晶體常生長(zhǎng)成面平、棱直的多面體形態(tài)。2．在晶體生長(zhǎng)過程中，環(huán)境會(huì)有變化，不同時(shí)刻生成的晶體在物理性質(zhì)和成分等方面可能有細(xì)微的變化，因而在晶體的端面上常?？梢钥吹綆顦?gòu)造，晶面是平行向外推移生長(zhǎng)的。3．由于晶面是平行向外推移生長(zhǎng)的，所以同種礦物不同晶體上對(duì)應(yīng)晶面間的夾角不變。層生長(zhǎng)理論可解釋如下一些現(xiàn)象：92同種礦物不同晶體上對(duì)應(yīng)晶面間的夾角不變。同種礦物不同晶體上對(duì)應(yīng)晶面間的夾角不變。93螺旋生長(zhǎng)理論：由于晶核中螺旋位錯(cuò)的出現(xiàn)，從而在晶面上形成一個(gè)永不消失的階梯，在臨近位錯(cuò)線處，永遠(yuǎn)存在三面凹角，質(zhì)點(diǎn)首先將在位錯(cuò)線附近的三面凹角處填補(bǔ)，從而使新的質(zhì)點(diǎn)面網(wǎng)一層接一層的做螺旋式地生長(zhǎng)螺旋生長(zhǎng)理論：由于晶核中螺旋位錯(cuò)的出現(xiàn)，從而94布拉維法則：實(shí)際晶體的晶面常常平行于面網(wǎng)密度最大的面網(wǎng)布拉維法則：實(shí)際晶體的晶面常常平行于面網(wǎng)密95為什么？面網(wǎng)密度大—面網(wǎng)間距大—對(duì)生長(zhǎng)質(zhì)點(diǎn)吸引力小—生長(zhǎng)速度慢生長(zhǎng)速度慢—在晶形上保留—生長(zhǎng)速度快—尖滅為什么？963.面角守恒定律

同種晶體雖然它們的形狀和大小可各不相同，但它們之間各相對(duì)應(yīng)的晶面夾角是相等的。

由此提出了面角守恒定律：

在相同的溫度、壓力條件下，成分和結(jié)構(gòu)相同的所有晶體，其對(duì)應(yīng)晶面的夾角恒等。

3.面角守恒定律97面角是指晶面法線之間的夾角。面角是指晶面法線之間的夾角。98本章重點(diǎn)總結(jié)：本章包括4組重要的基本概念:1)晶體、格子構(gòu)造、空間格子、相當(dāng)點(diǎn)；它們之間的關(guān)系。

2)結(jié)點(diǎn)、行列、面網(wǎng)、平行六面體;結(jié)點(diǎn)間距、面網(wǎng)間距與面網(wǎng)密度的關(guān)系.3)