2022-2023学年高二物理竞赛课件:晶体结构(共12张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:晶体结构(共12张PPT)

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(共12张PPT)
晶体结构
等同点系:晶格中所有与起始点在化学、物理和
几何环境完全相同的点的集合
空间点阵:由等同点系所抽象出来的一系列在空间
中周期排列的几何点的集合体
格 点:空间点阵中周期排列的几何点
基 元:构成晶体的完全相同的原子、分子或原子 团,称为基元(一个格点所代表的物理实体)
几个基本概念
晶体:由完全相同的原子、分子或原子团在空间有规则的周期性排列构成的固体材料。
*完全相同是指:1 原子的化学性质完全相同
2 原子的几何环境完全相同
晶格——几何点阵对应的几何格子。
简单晶格——只有一种原子。
复式晶格——有两种或两种以上的原子
B
A
晶格:晶体中原子(或离子)排列的具体形式
2. 空间点阵
简单晶格:每个晶格原胞中只含有一个原子
例:Na、Cu、Al等晶格均为简单晶格。
晶格中所有原子在化学、物理和几何环境上都是完全等同的
复式晶格:每个晶格原胞中含有两个或两个以上的
原子或离子
简单晶格必须由同种原子组成;反之,由同种原子组成的晶格却不一定是简单晶格。
如:金刚石、Mg、Zn 、 C60和NaCl等晶格都是复式晶格。
原胞和原胞基矢
原胞:构成晶体的最小周期性结构单元
原胞基矢:原胞的边矢称为原胞基矢。
*最小是指:1 体积最小(表面积最小)
2表面积最小(周长最短)
单胞:保持晶格对称性前提下,构成晶体的最小周期性结构单元
单胞基矢:单胞的边矢称为单胞基矢。
W-S原胞:一个阵点与最邻近阵点连线中垂线所围成的多面体,其中只包含一个阵点。
原胞体积:
原胞
晶格原胞=空间点阵原胞+基元
空间点阵最小的重复单元
每个空间点阵原胞中只含有一个格点
对于同一空间点阵,原胞有多种不同的取法,但
原胞的体积均相等
空间点阵原胞
Rl
0
a1
a2
二、基矢和原胞
布拉维格子(格矢):
*如果所有n1、n2和n3均为整数,则称这组坐标基a1、a2和a3为基矢。对于一个空间点阵,基矢的选择不是唯一的,可以有多种不同的选择方式。
晶体结构的描述:
布拉维点阵+基元
晶体周期的描述:
布拉维点阵 or 原胞和原胞基矢
Wigner-Seitz原胞(对称原胞)

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