4.1 自然过程的方向 4.2 不可逆性相互依存 4.3 热力学第二定律及其微观意义 4.4 热力学概率与自然过程的方向 4.5 玻尔兹曼熵公式与熵增加原理 4.6 可逆过程 4.7 克劳修斯熵公式 4.8 熵增加原理举例 4.9 温熵图 4.10 熵和能量退降

3.1 功、热、内能 3.2 热力学第一定律 3.3 准静态过程 3.4 热容 3.5 绝热过程 3.6 循环过程 3.7 卡诺循环 3.8 致冷循环

布拉伐格子的特点 —— 所有格点周围的情况都是一样的 + 晶体的晶向：在布拉伐格子中作一族平行的直线，这些平行直线可以将所有的格点包括无遗，这 些平行直线称为晶体的晶列。在一个平面里，相邻晶列之间的距离相等。每一簇晶列定义了一个方 向，称为晶向。如图 XCH_001_045_01~02 所示。 + 晶向的标志：原胞是最小的晶格重复单元，格点只在原胞的顶角上

—— 由 32 种点群描述的晶体对称性，对应的只有 14 种布拉伐格子，分为 7 个晶系 单胞的三个基矢 a, b, c K K K 沿晶体的对称轴或对称面的法向，在一般情况下，它们构成斜坐标系

晶体总是存在着表面，通过了解认识晶体表面的的结构，进一步研究晶体表面的性质。 垂直于晶体表面的方向为 Z 轴，X 和 Y 轴在晶体表面上。晶体在 Z 轴方向上的周期性被破坏，而在 XY 平面内仍然保持着周期性。用二维布拉伐格子来表征晶体表面的空间周期性

元素周期表中第 I 族碱金属元素（Li、Na、K、Rb、Cs）与第 VII 族的卤素元素（F、Cl、Br、I）化 合物（如 NaCl， CsCl，晶体结构如图 XCH001_009_01 和 XCH001_010 所示）所组成的晶体是典 型的离子晶体，半导体材料如 CdS、ZnS 等亦可以看成是离子晶体

第 I 族、第 II 族元素及过渡元素都是典型的金属晶体， 它们的最外层电子一般为 1~2 个。组成晶体时每个原子 的最外层电子为所有原子所共有，因此在结合成金属晶 体时，失去了最外层（价）电子的原子实“沉浸”在由 价电子组成的“电子云”中。如图 XCH002_004 所示。 这种情况下，电子云和原子实之间存在库仑作用，体积 越小电子云密度越高，库仑相互作用的能愈低，表现为 原子聚合起来的作用

元素周期表中第 VIII 族（惰性）元素在低温下所结合成的晶体，是典型的非极性分子晶体。为明确 起见，我们只介绍这种分子晶体。 惰性元素最外层的电子为 8 个，具有球对称的稳定 封闭结构。但在某一瞬时由于正、负电中心不重合 而使原子呈现出瞬时偶极矩，这就会使其它原子产 生感应极矩。非极性分子晶体就是依靠这瞬时偶极 矩的互作用而结合的，这种结合力是很微弱的

共价结合是靠两个原子各贡献一个电子，形成所谓的共价键。 元素周期表中第 IV 族元素 C( Z = 6 )、Si、Ge、Sn (灰锡)等晶体，属金刚石结构，为共价晶体。 共价键的现代理论以氢分子的量子理论为基础。 两个氢原子 A 和 B，在自由状态下时，各有一个电子，其归一化波函数： A B ϕ and ϕ 每个氢原子中的电子满足薛定谔方程：

晶体中原子的周期性排列形成了晶体一定的宏观对称性，不同的形式的原子排列形成的宏观对称性， 其对称操作也具有一定的限制。 描述晶体周期性的布拉伐格子：{ } 1 1 2 2 3a3 l a l a l K K K + + —— 经历对称操作后晶体不变，相应的布拉伐格子也不变