第2章X射线衍射方向.ppt

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第二章
X射线衍射方向
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第二章 X射线衍射方向
那么晶体的哪些要素对X射线衍射产生影响呢？为此，有须对晶体几何学作一简单介绍。
晶体几何学：范围很广，在此只讨论最简单的问题：
1. 晶体中的原子是如何排列及其排列方式的表示方法!
2. 不同排列方式会给X射线衍射结果带来什么样的影响。
X射线衍射分析：以X射线在晶体中的衍射现象为基础的。
衍射分析：可归结衍射方向及衍射强度两方面问题。
本章介绍的布拉格方程就是阐明衍射方向的基本理论。
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第一节  晶体几何学简介
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第一节 晶体几何学简介
晶体：原子、离子或分子在三维空间按一定周期性重复排列所构成的固体物质。
不同的晶体，原子、离子或分子的排列方式各不相同，呈现出各种不同的性质。
晶体：有单晶、多晶、微晶、纳米晶等。但并不是所有固体都是晶体。
单晶体：整个晶体中原子按一定周期性重复排列的。
多晶体：许多小单晶按不同取向聚集而成的晶体物质。
非晶体(amorphous) ：原子排列不规则，近程有序而远程无序的无定性体。如玻璃就是非晶体。
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一、空间点阵（1）
1. 阵点（lattice point）
结构基元：晶体中的原子、离子、分子或其基团在三维空间中作有规则的重复排列，作为基本结构单元的原子、离子或其基团称为结构基元。
阵点：为反映晶体中原子排列周期性。用一个几何点表示一个结构基元，此几何点称为“阵点”或“结点”。
点阵中任一阵点：都具有完全相同的几何环境与物理化学环境，即阵点应是等同环境的点。
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一、空间点阵（2）
图2-1 空间点阵示意图
单位点阵或单胞（晶胞）
3. 单位点阵或单胞：
整个空间点阵可由一个最简单的六面体在三维方向上重复排列而得.
称此六面体为单位点阵(unit lattice)或单胞(unit cell)或晶胞。
2. 空间点阵（space 1attice）
将相邻结点按一定的规则用线连接，便构成了空间点阵(space 1attice)或晶体点阵，简称点阵。
a
c
b
α
β
γ
a
c
b
α
β
γ
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一、空间点阵（3）
4. 基本矢量（单位矢量）：
任取一结点为坐标原点，并在空间三方向上选取重复周期a、b、c。矢量a、b、c称为基本矢量或基矢。由3个基矢构成的平行六面体称为单位晶胞或单胞。
5. 点阵参数或晶格常数:
单胞大小和形状：用3个基矢长度a、b、c及相应夹角α、β、γ来表示。
a、b、c以及α、β、γ称为点阵参数或晶格常数(lattice constant或lattice parameter)。
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二、晶系
晶 系
点 阵 常 数
立方（等轴）
cubic
a = b = c
α =β=γ=900
正方（四方）
tetragonal
a = b≠c
α =β=γ=900
斜方（正交）
orthorhombic
a ≠ b ≠ c
α =β=γ = 900
菱方（三方）
Rhombohedral
a = b = c
α =β=γ ≠ 900
六 方
hexagonal
a = b≠c
α =β=900 、γ=1200
单 斜
monoclnic
a ≠ b≠c
α = γ =900 ≠ β
三 斜
Triclinic或anorthic
a ≠ b≠c
α ≠ β ≠ γ ≠ 900
按照晶体点阵的对称性，划分为七种晶系。每个晶系最多可包括 4 种点阵。
1848年，法国晶体学家布拉菲（）推导证实了七种晶系中总共可有14种点阵，称此为“布拉菲点阵”。
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三、布拉菲点阵（1）
1. 立方晶系 :
（cubic）
2. 正方晶系（四方）
（tetragonal）
简单P
立方F
立方I
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三、布拉菲点阵（2）
3. 斜方晶系：（正交）（orthorhombic）
：（三方）
简单菱方
（rhombohedral）