晶体的微观结构有多少种空间对称类型

2025-04-14 20:14:45
推荐回答(1个)
回答1:

晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。任一晶体总可找到一套与三维周期性对应的基向量及与之相应的晶胞,因此可以将晶体结构看作是由内含相同的具平行六面体形状的晶胞按前、后、左、右、上、下方向彼此相邻“并置”而组成的一个集合。晶体学中对晶体结构的表达可采取原子分立分布的方式,亦可用具连续分布的电子密度函数的方式。
晶体结构即晶体的微观结构,是指晶体中实际质点(原子、离子或分子)的具体排列情况。自然界存在的固态物质可分为晶体和非晶体两大类,固态的金属与合金大都是晶体。晶体与非晶体的最本质差别在于组成晶体的原子、离子、分子等质点是规则排列的(长程序),而非晶体中这些质点除与其最相近外,基本上无规则地堆积在一起(短程序)。金属及合金在大多数情况下都以结晶状态使用。晶体结构是决定固态金属的物理、化学和力学性能的基本因素之一。
点阵及其周期性
晶体是各向异性的均匀物体。生长良好的晶体,外观上往往呈现某种对称性(图1)。从微观来看,组成晶体的原子在空间呈周期重复排列(图2)。即以晶体中的原子或其集合为基点,在空间中三个不共面的方向上,各按一定的点阵周期,不断重复出现。如从重复出现的每个基元中各取某一相当点,则这些点合在一起形成一个空间点阵的一部分,图3a为其示意图。确切地说,点阵是一组按连接其中任何两点的矢量进行平移后而能复原的点的重复排列。
空间点阵是认识晶体结构基本特征的关键之一,用它可以方便而又清楚地说明晶体的微观结构在宏观中所表现出的面角守恒、有理指数等定律以及X射线衍射的几何关系。各点分布在同一直线上的点阵称为直线点阵,分布在同一平面中者称为平面点阵,而分布在三维空间中者称为空间点阵。如图3a所示,空间点阵可以分解为各组平行的直线点阵或平面点阵,并可划分成并置的平行六面体单位。规定这个单位的矢量为a、b和c,如图3b所示。空间点阵划分成一个个并置的平行六面体单位后,若点阵中各点都位于各平行六面体的顶点处,则此单位只摊到一个点,称为素单位。平行六面体单位也可在面上或体内带心,摊到一个以上的点,成为复单位。按照空间点阵的平行六面体单位,可划分成晶体结构的单位,这样的单位称为晶胞。