快捷搜索:  汽车  科技

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)晶格的周期性可以是一个原子(如铜、金、银等),可以是两个或两个以上原子(如金刚石、氯化钠、磷化镓等),有些无机物晶体的一个基元可有多达100个以上的原子,如金属间化合物NaCd2的基元包含1000 多个原子,而蛋白质晶体的一个基元包含多达10000 个以上的原子。基元( basis)构成晶体的基本结构单元基元是化学组成、空间结构、排列取向、周围环境相同的原子、分子、离子或离子团的集合。

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)(1)

基本概念

格点

如果晶体是由完全相同的一种原子所组成的,则格点代表原子或原子周围相应点的位置。

点阵(lattice)

在空间任何方向上均为周期排列的无限个全同点的集合。

基元( basis)

构成晶体的基本结构单元

基元是化学组成、空间结构、排列取向、周围环境相同的原子、分子、离子或离子团的集合。

可以是一个原子(如铜、金、银等),可以是两个或两个以上原子(如金刚石、氯化钠、磷化镓等),有些无机物晶体的一个基元可有多达100个以上的原子,如金属间化合物NaCd2的基元包含1000 多个原子,而蛋白质晶体的一个基元包含多达10000 个以上的原子。

晶格的周期性

由于晶体中所有的基元完全等价,所以整个晶体的结构可以看作是由基元沿空间3个不同方向 各按一定的周期平移而构成。

晶体结构 = 点阵 基元

晶格周期性的描述 —— 原胞和基矢

晶格共同特点 —— 周期性,可以用原胞和基矢来描述

原胞(primitive cell)—— 晶格中最小重复单元

基矢 —— 原胞的边矢量

—— 三维晶格的重复单 元是平行六面体

—— 重复单元的边长矢量、、.

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)(2)

晶胞 —— 为了反映晶格的对称性常取最小重复单元的几倍作为重复单元

晶胞的边在晶轴方向,边长等于该方向上的一个周期

晶胞的基矢—— 晶胞三个边的矢量,晶胞基矢、、.

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)(3)

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)(4)

一些情况下 —— 晶胞就是原胞 一些情况下 —— 晶胞不是原胞

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)(5)



布拉菲(Bravais)格子

由法国学者布喇菲(A. Bravais)在1850年提出。

定义:

各晶体是由一些基元(或格点)按一定规则 周期重复排列而成。任一格点的位矢均可以写成形式 。其中n1,n2 、n3 取整数、、为基矢, 为布拉菲格子的格矢,或称正格矢

能用上式表示的空间点阵称为布拉菲点阵,相应的空间格子称为布拉菲格子

布拉菲格子的原胞与晶胞

以不共面的原胞基矢、、 构成的最小的平行六面体就是布拉菲格子的原胞。其体积为:

1. 基矢的取法不唯一,故原胞的取法也不唯一。

2. 无论如何选取,原胞均有相同的体积。

3. 对于布拉菲格子,原胞只含有一个基元(格点)。

以不共面的晶胞基矢、、构成的最小的平行六面体就是布拉菲格子的晶胞。

晶胞基矢的选取使得平行六面体有尽可能多的相等的棱和角,有尽可能多的直角,尽可能地反映空间点阵的对称性。

晶胞体积为 ,一般 。

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)(6)

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)(7)

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)(8)

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)(9)

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)(10)

维格纳-赛茨原胞(Wigner-Seitz Cell)

以某格点为中心,作其与最近邻格点(有时也包括次近邻)的连线中垂面所围成的多面体。

WS原胞只包含一个格点。

WS原胞具有相应布拉菲晶胞的对称性。

晶体结构的周期性的意义(晶体结构3晶格的周期性)(11)

WS原胞:

1. 简立方点阵的WS 原胞仍为立方体;

2. 体心立方点阵的WS 原胞为截角八面体;

3. 面心立方点阵的WS 原胞为菱十二面体.

猜您喜欢: