第二章固体结构 (Solid Structure) 气态(gas state) 物质(substance)液态(liquid state) 固态(solid state) 晶体(crystal) 非晶体(amorphous solid) 金的AFM照片 1.58N
气态（gas state） 物质（substance）液态（liquid state） 晶体（crystal） 固态（solid state） 非晶体（amorphous solid） 金的AFM 照片
※1晶体学基础 (Basis Fundamentals of crystallography) 晶体结构的基本特征：原子（或分子、离子）在三维空间 呈周期性重复排列(eriodic repeated array) 即存在长程有序(Iong-ange0rder) 。性能上两大特点： 固定的熔点(melting point) 各向异性(anisotropy)
l ※ 1晶体学基础 l （Basis Fundamentals of crystallography） l 晶体结构的基本特征：原子（或分子、离子）在三维空间 呈周期性重复排列（periodic repeated array） ， 即存在长程有序（long-range order） l 性能上两大特点： 固定的熔点（melting point）, 各向异性（anisotropy）
晶体的空间点阵(Space lattice) 空间点阵的概念 将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点（阵点lattice point) 即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列 一空间点阵(space lattice) 特征：每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境(sur round ing). 2.晶胞(Unite cells) 代表性的基本单元（最小平行六面体）small repeat entities 选取晶胞的原则： 1)选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性； )平行六面体内的棱和角相等的数目应最多； )当平行六面体的棱角存在直角时，直角的数目应最多； Ⅳ)在满足上条件，晶胞应具有最小的体积
一、晶体的空间点阵（Space lattice） 1. 空间点阵的概念 将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点（阵点 lattice point）， 即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列 —空间点阵（space lattice） 特征：每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境(surrounding) 2．晶胞（Unite cells） 代表性的基本单元（最小平行六面体）small repeat entities 选取晶胞的原则： Ⅰ)选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性； Ⅱ）平行六面体内的棱和角相等的数目应最多； Ⅲ）当平行六面体的棱角存在直角时，直角的数目应最多； Ⅳ）在满足上条件，晶胞应具有最小的体积
图2.2在点阵中选取晶胞 a,b,c棱边长（点阵常数1 attice parameter) 描述晶胞 a,B,Y晶轴间的夹角 或用点阵矢量a,b,c 阵点rn=ua+b+we 体积V=a(Xc) 简单晶胞（初级晶胞）：只有在平行六面体每个顶角上有一阵点 复杂晶胞：除在顶角外，在体心、面心或底心上有阵点
a,b,c棱边长（点阵常数lattice parameter） 描述晶胞 α,β,γ晶轴间的夹角 阵点 uvw r = ua + vb + wc 体积V＝a (b×c) 简单晶胞（初级晶胞）：只有在平行六面体每个顶角上有一阵点 复杂晶胞： 除在顶角外，在体心、面心或底心上有阵点 或用点阵矢量a,b,c
3.晶系与布拉菲点阵(Crystal System and Bravais Lattice) 七个晶系，14个布拉菲点阵 晶系 布拉菲点阵 晶系 布拉菲点 阵 三斜Triclinic 简单三斜 六方 Hexagonal 简单六方 a丰b丰c,a丰B丰Y aa2=a3tc,a=B三90°， Y=120° 单斜Monocl inic 简单单斜 菱方 Rhombohedral 简单菱方 a丰b丰c,a=Y=90°≠B 底心单斜 a=b=c,a=B=Y≠90° 四方（正方）Tetragonal 简单四方 a=b丰c,a=B=Y=90° 体心四方 正交 简单正交 a丰b丰c,a=B=Y=90° 底心正交 立方 Cubic 简单立方 体心正交 a=b=c, a=B=Y=90° 体心立方 面心正交 面心立方
3.晶系与布拉菲点阵（Crystal System and Bravais Lattice） 七个晶系，14个布拉菲点阵 晶系 布拉菲点阵 晶系 布拉菲点 阵 三斜Triclinic a≠b≠c ，α≠β≠γ 单斜 Monoclinic a≠b≠c， α=γ=90º≠β 正交 a≠b≠c，α=β=γ＝90º 简单三斜 简单单斜 底心单斜 简单正交 底心正交 体心正交 面心正交 六方 Hexagonal a1=a2＝a3≠c，α=β＝90º ， γ=120º 菱方 Rhombohedral a=b=c, α=β=γ≠90º 四方（正方）Tetragonal a=b≠c, α=β=γ＝90º 立方 Cubic a=b=c， α=β=γ＝90º 简单六方 简单菱方 简单四方 体心四方 简单立方 体心立方 面心立方
简单三斜 简单单斜 底心单斜
底心单斜 简单三斜 简单单斜
简单正交 体心正交 底心正交 面心正交
底心正交 简单正交 面心正交 体心正交
简单六方 简单菱方 简单四方 体心四方
简单六方 简单菱方 简单四方 体心四方
简单立方 体心立方 面心立方
简单立方 体心立方 面心立方
4晶体结构与空间点阵 NaCl CaF2 图2.7具有相同点阵的晶体结构 CsCl 图2.8晶体结构相似而点阵不同
4. 晶体结构与空间点阵