无机材料物理化学 第一章课件.ppt

第一章 几何结晶学基础 一 结晶学与无机非金属材料的关系 二 关于晶体的基本概念 三 晶体的外部形态 1 晶体的宏观对称 2 晶体的定向 四 晶体的内部构造规律 五 对称型和空间群的国际符号 结晶学及其研究内容 晶体生长学 几何结晶学 研究内容 晶体构造学 晶体化学 晶体物理学  结晶学与无机非金属材料的关系 1 无机材料工业的重要原料，无论是天然矿物还是化工原料，绝大多数是晶体。 2 无机材料制品大多数是晶体 。 3 无机材料的制备生产过程需要结晶学理论的指导。 一 晶体的定义二 晶体的空间格子的基本要素1 几何要素2 基本要素3 基本要素之间的关系三 晶体的基本特征 二 晶体的空间格子构造的基本要素(1) 二 晶体的空间格子构造的基本要素（2） NaCl的空间格子、平行六面体、晶胞的关系 二 晶体的空间格子构造的基本要素（3） 二 晶体的空间格子构造的基本要素（4） 二 晶体的空间格子构造的基本要素（5） 晶面的生长速度与面网密度的关系 晶体的基本特征 (1)自限性 (2) 均一性和异向性 (3) 对称性 (4) 最小内能和最大稳定性 第二节 晶体的宏观对称 第二节 晶体的宏观对称（2） 一 宏观对称的定义 对称是指物体上相等的部分有规律的重复。 二 宏观对称的特点 1 晶体的宏观对称是由它的空间格子构造决定的，因此具有与空间格子构造相应的三个特点：①普遍性，②有限性，③不仅外形对称，而且晶体的物理化学性质也对称； 2 所有的对称要素交于一点。因此，晶体又叫点群。 第二节 晶体的宏观对称（3） 第二节 晶体的宏观对称（4） 没有对称中心的晶体，其其它的对称要素的交点位于晶体的重心。 第二节 晶体的宏观对称（5） ② 对称轴（Ln）：通过晶体中心的一条假想直线，晶体绕此直线旋转一定角度可使相等部分重复。旋转的角度称为基转角（α），α=360°/n，n为轴次。 满足空间格子构造的对称轴只有1、2、3、4、6次，即L1、L2、L3、L4、L6，而L1无实际意义。 对称轴的对称操作是旋转。 晶体对称定律： 在晶体中，只可能出现轴次为一次、二次、三次、和六次的对称轴，而不可能存在五次和高于六次的对称轴。 第二节 晶体的宏观对称（6） ③ 对称面（P）：是通过晶体中心的一个假想平面，将晶体分为互为镜像的两个相等部分。 第二节 晶体的宏观对称（7） ④ 旋转反伸轴（Lin）：通过晶体中心的一条假想直线，晶体绕此直线旋转一定角度后再对此直线上的一点反伸，可使相等部分重复。 旋转反伸轴的对称操作是旋转加反伸，是一个复合操作。 第二节 晶体的宏观对称（8） ⑤旋转反映轴（Lsn）：通过晶体中心的一条假想直线，晶体绕此直线旋转一定角度后对垂直此直线的平面反映，可使相等部分重复。 总结：宏观对称要素有17种,常用的有1,2,3,4,6次对称轴,3,4,6次倒转轴,还有C,P.由这些宏观对称要素及其组合可表达所有的晶体的宏观对称。例如：长方体为3L23PC 在晶体对称中，对称要素间的组合服从“对称要素组合定理” 例如：长方体为3L23PC,而不是3L23P或者L23PC 第二节 晶体的宏观对称（9） 逆定理：如果有两个相邻的L2以δ角相交，则过两个L2交点的公垂线必为一个n次对称轴 Ln，n=360°/2δ。 第二节 晶体的宏观对称（10） 逆定理：如果有两个P以δ相交，交线必为一个Ln， n=360°/2δ。 第二节 晶体的宏观对称（11） 逆定理一：如果有一个P与对称C组和，则过C必有一个垂直于P的偶次轴。 PхC LnP⊥C 逆定理二：如果有一个偶次Ln与C组合，则过C必有垂直该Ln的P。 Ln хC LnP⊥C 第二节 晶体的宏观对称（12） 4 倒转轴面式定理：如果有一个L2垂直Lin（或者有一个P 包含Lin)，当n为奇数时，必有n个L2垂直Lin和n个P包 含Lin。；当n为偶数时，必有n/2个L2垂直Lin和n/2个P 包含Lin； 第二节 晶体的宏观对称（13） 第二节 晶体的宏观对称（14） 5 对称轴斜交定理：Ln与Lm以δ角斜交，则围绕Ln必有共点且对称分布的n个Lm，围绕Lm必有共点且对称分布的m个Ln，而且任意两个相邻的Ln与Lm之间的夹角均为δ。 LnхLm nLmmLn 第二节 晶体的宏观对称（15） 1.2.