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- 2016/9/7 16:08:32
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2015年江苏省高邮中学高二化学学科竞赛校本课程 第三讲 晶体结构 课件+教案 杨国武 （2份打包）
高二化学 第三讲 晶体结构 杨国武.doc
高二化学 第三讲 晶体结构 杨国武.ppt
第三讲 晶体结构
江苏省高邮中学 杨国武
1晶体的点阵结构
1.1点阵
在晶体内部原子或分子周期性排列的每个重复单位的相同位置上定一个点，这些点按一定周期性规律在空间排列，构成一个点阵。
点阵是一组无限的点，点阵中每个点都具有完全相同的周围环境，连接其中任意两点可得一矢量，将各个点阵点按此矢量平移能使它复原。
1.2结构基元
在晶体的点阵结构中，每个点阵点所代表的具体内容(包括原子或分子的种类和数量以及其在空间按一定方式排列的结构)即为结构基元。 所以：
晶体结构=点阵+结构基元
1.3晶胞
我们把晶体抽象成空间点阵，又把空间点阵划分成并置的平行六面体单位——空间格子。
现在设想把这个点阵放回到晶体中去，会是什么情形？
点阵一定会把晶体切分成许许多多并置的平行六面体小晶块，每个空间格子对应于一个小晶块。显然，这些小晶块相互之间没有任何差别。所以，搞清楚一个小晶块的结构，也就搞清楚了整个晶体的结构。我们把这种小晶块称为晶胞。
晶胞是代表晶体结构的基本单位。
1.3.1晶胞参数
晶胞由晶体空间结构中三个不相平行的单位矢量所规定，其大小形状用晶胞参数a，b，c，α，β，γ表示。
1.3.2晶胞的划分
对于同一晶体，在划分平行六面体时，由于选择向量的方式不同，就有多种不同划分方法，也就得到了多种不同的晶胞。因而在实际确定晶胞时，常选正当晶胞。正当晶胞的要求：
①晶胞必须是平行六面体（三边不一定相等，也不一定相互垂直）。
②晶胞要尽可能的反映晶体内部结构的对称性
③晶胞要尽可能的小。
整个晶体就是由晶胞按其周期性在三维空间重复排列而成的。这种排列必须是晶胞的并置堆砌。所谓并置堆砌是指平行六面体之间没有任何空隙，同时，相邻的八个平行六面体均能共顶点相连接。
1.3.3原子的分数坐标
首先根据晶胞 方向选择晶体的坐标轴X、Y、Z，使它们分别和向量 平
行。然后，如图所示，选择O点为晶胞的坐标原点，设在晶胞内存在某原子，P点为晶胞中原子的中心所在位置，该位置用向量 表示：
由于P点在晶胞内，x、y、z < 1，所以定义（x、y、z）为原子P的分数坐标。
在分数坐标中，绝对不能出现1，因为1就是0，本质原因是晶胞是可以沿连接点阵点形成的向量平移重复的。等价点只需一个坐标来表示即可，因此，质点数与坐标数相等。
例如： 简单立方 立方体心
(0, 0, 0) (0, 0, 0), ( , , )
立方面心
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