结晶化学第一章.ppt

结晶化学
Crystal Chemistry
唐凯斌
Tel: 63601791
email: ******@ustc.
绪论
第一节晶体的定义
第二节结晶化学研究的对象和内容
第三节本课程的主要内容
晶体
晶体是由内部原子周期性规则排列形成的固体。
注意:此定义忽略了晶体缺陷,原子在晶体中的热运动
金刚石石英萤石锆石
C SiO2 CaF2 ZrSiO4
A crystal may be defined as a region of matter within which the atoms are arranged in a three-dimensional translationally periodic pattern.
第一节晶体的定义
单晶体:原子或离子按一定的几何规律完成整个排列的整块晶体。
如:金刚石,石英,萤石,锆石晶体等。
多晶体:由许许多多单晶体微粒所形成的固体集合体。
如:金属,土壤,粉末试剂等。
单晶体(single crystal)和多晶体(polycrystal)
单晶体
single crystal
polycrystal
particle
晶体的基本性质
--各向异性
--自范性
--均匀性
--对称性
同一晶体在不同方向上所测得的性质表现出差异的特性。
这是由于晶体内部各方向上微粒排列的情况不同所致。
Note1: 气体、液体(As molecular motion in a gas or liquid is free and random)无定形体(the random arrangement of their constituent molecules)都不具有各向异性,是各向同性的。
Note2:晶体在多数性质上表现为各向异性,但不可认为无论何种晶体,它在什么方向上都表现出各向异性。试比较如下两个例子:
各向异性
晶体的各向异性
各向异性
力学各向异性:右图指出了NaCl晶体在c方向、b+c方向和在a+b+c方向上拉力的差异。
各向同性
各向异性
由于晶体生长速度的各向异性,晶体具有自发地形成封闭的几何多面体外形的能力的性质。
自范性(自限性)
明矾晶种在其饱和溶液中的生长过程图
同一晶体的任何一个部分都具有相同的物理和化学性质的特性。晶体的均匀性只可能在宏观观察中表现出来,它是由于晶胞重复排列的结果。
均匀性(均一性)
各向异性:在晶体的每一点上按不同方向测量,电导率除对称性联系起来的方向外都是不同的;
均匀性:在晶体的任一点按相同方向测量的电导率都相同。
以电导率为例说明各向异性和均匀性如何表现在同一晶体中:
对称性
例如食盐晶体具有立方体外形,云母片上的蜡熔化图形呈椭圆形,而不是呈其他任意的不规则形状,这些都说明有对称性存在。