01 空间点阵
代表晶体中原子、原子团或分子分布规律(周期性)的几何点的集合称为空间点阵。其中的几何点一般叫做结点(或阵点)。每个结点周围的环境都是相同的,即结点都是等同点。空间点阵利用这些周期性排列的结点描述了晶体中原子的排布规律。用假想的直线将这些结点连接起来,所构成的几何框架称为晶格。晶格的最小重复单元(平行六面体)称为晶胞(unit cell)。每个晶格的三条棱和三个夹角叫做晶格的晶格(点阵)常数,并以此刻画晶胞(或者是晶格)的大小和形状特点,如图1所示,描述平行六面体的大小,形状可用六个参数表示,a、b、c—三条互不平行的棱,晶轴夹角:α、β、γ——棱间夹角。
图1 晶格常数
图2 点阵和晶体的关系:原子和原子团都可以是阵点
表1晶体与点阵的对应关系
02 晶系和点阵类型
根据晶体的晶格常数,可以将晶体分为7大晶系,如表2所示。
表2 晶系与点阵常数的关系
03 布拉菲点阵
由等同点构成的点阵叫做布拉菲点阵。但布拉菲点阵的结点反映的是晶体中原子或原子集团的分布规律,结点本身并不一定代表原子,即点阵和晶体结构并不一定相同。
表3 布拉菲点阵
图3 14种布拉菲点阵示意图,保存到手机方便查看
04 晶胞和原胞
晶格中能反映该晶格特征的最小重复单元称为晶胞。
选择晶胞时应遵循以下条件:
①完全反映点阵的对称性;
②体积尽可能小(但不一定是最小)。
体积最小,仅含一个结点的结构单元叫做原胞。由于原胞的选取只需遵循体积最小的原则,因此,通过原胞往往不易看出晶体的对称性。
图4 FCC 和 BCC 的原胞及基矢关系
05 复式点阵
实际晶体结构可以看做是几个布拉维点阵穿插而成的复杂点阵,称为复式点阵。其中的结点并非都是等同点。
图5 NaCl晶体结构:点阵结构为FCC
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