第二章晶体学终极重点：1、晶体特征，晶体与非晶体区别 2、晶向与晶面指数确定步骤1.晶体的性能特征：均一性，各向异性，自限性，对称性，最小内能性；2.对称操作与对称要素：对称轴，对称面，对称中心，倒转轴；3.晶向指数与晶面指数：确定步骤；4.球体的堆积：六方，面心立方，体心立方5.鲍林规则；6.各种典型晶体构型；7.硅酸盐晶体结构与实例：岛状，链状，层状，架状；8.同质多晶现象：可逆转变，不可逆转变，重建型转变，位移型转变。
1.晶体的性能特征：均一性，各向异性，自限性，对称性，最小内能性(1)晶体的基本特征晶体的性能特征结晶均一性：在晶体内部任意部位上具有相同的性质；各向异性：在晶体不同方向上表现出的性质差异；自限性：能够自发形成封闭的凸几何多面体外形的特性；对称性：晶体中的相同部分（晶面，晶棱，等等）以及晶体的性质能够在不同方向或位置上有规律地重复；最小内能性：在相同的热力学条件下，晶体与同组成的气体、液体及非晶态固体相比具有最小内能，即最为稳定。
(2)对称操作与对称要素：对称操作：使晶体的点阵结构和性质经过一定程序后能够完全复原的几何操作；对称要素：实施对称操作所依赖的几何要素（点，线，面等）；1.旋转操作与对称轴：一个晶体如能沿着某一轴线旋转360 / n（n = 1, 2, 3, 4, 6）后使晶体位置完全回复原状，则该晶体具有n 重对称轴；2.反映操作和对称面：一个晶体中如果存在某一个平面，使平面两边进行反映操作，而令晶体复原，则这个平面称为对称面；3.反演操作和对称中心：一个晶体中央在某一个几何点，使晶体外形所有晶面上各点通过该几何点延伸到相反方向相等距离时，能够使晶体复原的操作。
该几何点称为对称中心。
4.旋转反演操作和对称反轴：旋转之后进行反演使晶体复原的操作；只有4¯是新的独立对称要素。
(3)晶向指数与晶面指数：确定步骤晶向指数：以晶胞的某一阵点O为原点，过原点O的晶轴为坐标轴x，y，z，以晶胞点阵矢量的长度作为坐标轴的长度单位；过原点O作一直线OP，使其平行于待定晶向；在直线OP上选取距原点O最近的一个阵点P，确定P点的3个坐标值；将这3个坐标值化为最小整数u，v，w，加以方括号，[ u v w ]即为待定晶向的晶向指数。
晶面指数：在点阵中设定参考坐标系，设置方法与确定晶向指数时相同；求得待定晶面在三个晶轴上的截距，若该晶面与某轴平行，则在此轴上截距为无穷大；若该晶面与某轴负方向相截，则在此轴上截距为一负值；取各截距的倒数；将三倒数化为互质的整数比，并加上圆括号，即表示该晶面的指数，记为 (h k l )。
(4)球体的堆积：等径球体的紧密堆积，等径球体的非紧密堆积（体心立方）包括：六方紧密堆积和面心立方紧密堆积，该两种方式是同种原子（等径球体）能够达到的最紧密堆积方式，堆积系数（原子所占空间分数）达0.74，其余0.26为空隙所占有。
六方紧密堆积（hcp）：在同一层密排面上，每个原子周围均有6个最邻近原子（出现两种类型的凹坑）；第二层密排面排列于第一层上，必然置于同一类型的凹坑中；第三层排列于第一层的正上方；第四层排列于第二层的正上方，依次类推，形成 ABABAB 构型。
面心立方紧密堆积（fcc）：在同一层密排面上，每个原子周围均有6个最邻近原子（出现两种类型的凹坑）；第二层密排面排列于第一层上，必然置于同一类型的凹坑中；第三层排列于第二层未占据的凹坑位置；第四层排列于第一层的正上方，依次类推，形成 ABCABC 构型。
体心立方堆积（bcc）非紧密堆积方式：堆积系数0.68，配位数8；单层排列面作近似紧密排列，每个原子与四个最邻近原子接触；在第一层的凹坑处堆积第二层同形排列面；第三层排列面位于第一层的正上方，依次循环。
空隙规则：如果构成某晶胞需要n个原子作紧密堆积，则该晶胞必具有 2n个四面体空隙和n个八面体空隙。
补充：晶体的宏观对称性：是指晶体中的相同部分（晶面，晶棱等）以及晶体的性质在不同方向或位置上有规律地重复出现。
晶体的微观对称性：螺旋轴：对称轴上加上平移操作，是一种复合的对称要素，螺旋轴的周次n只能等于1、2、3、4、6，所包含的平移变换其平移距离应等于沿螺旋轴方向结点间距的s/n，s为小于n的自然数；滑移面：对称面上加上平移操作，对于此平面的反映和沿此直线方向平移的联合，其平移的距离等于该方向行列结点间距的一半。
(5)鲍林规则1.鲍林第一规则几何规则：围绕每一个正离子，负离子的排列占据一个多面体的各个顶角位置。
正负离子的间距决定了离子半径的总和，负离子配位数决定于正负离子半径的比率。
2.鲍林第二规则静电价规则：处于最稳定状态的离子晶体，其晶体结构中的每一个负离子所具有的电荷，恰恰被所有最邻近（相互接触）的正离子联系于该负离子的静电价键所抵消。
3.鲍林第三规则共棱共面规则：共棱数越大，尤其是共面数越大，则离子排列趋于越不稳定。
4.鲍林第四规则：高电价和低配位数的正离子具有尽可能相互远离的趋势。
5.鲍林第五规则节约规则：所有相同的离子，在可能范围内，它们和周围的配位关系往往是相同的。
(6)各种典型的晶体结构：金刚石立方面心结构：碳原子位于立方面心的所有结点位置和交替分布在立方体内的四个小立方体的中心，每个碳原子周围有四个碳原子，碳原子之间形成共价键。
石墨结构：六方晶系：碳原子呈层状排列，每层中碳原子按六方环状排列，每个碳原子与三个相邻碳原子距离相等（0.142 nm），层间距为0.335 nm。
特点：层内为共价键而层间为分子键。
NaCl型结构立方面心结构：阴离子按立方最紧密方式堆积，阳离子填充于全部八面体空隙，阴、阳离子的配位数均为6。
CsCl型结构简单立方结构：阴离子位于简单立方格子的顶点位置，阳离子位于立方体的中心。
阴、阳离子的配位数都是8。
β - ZnS（闪锌矿）型结构立方面心结构：阴离子占据面心立方的结点位置，阳离子交错分布于立方体内小立方体的中心。
阴、阳离子的配位数都是4。
α - ZnS（纤锌矿）型结构六方晶系：阴离子按六方紧密堆积方式排列，阳离子占据二分之一的四面体空隙。
阴、阳离子的配位数都是4。
CaF2（萤石）型结构立方面心结构：阳离子位于面心立方的结点位置，阴离子位于立方体内小立方体的中心。
即阳离子按立方紧密堆积方式排列，阴离子填充全部的四面体空隙。
阳离子的配位数是8而阴离子的配位数是4。
(7)岛状结构：硅酸盐晶体中的硅氧四面体以孤立状态存在，硅氧四面体之间没有共用的氧。
硅氧四面体中的氧除与硅相连外，剩下的一价将与其它金属阳离子相连。
实例：镁橄榄石（Mg2SiO4），氧离子近似于六方紧密堆积，硅离子填充1/8 四面体空隙，镁离子填充 1/2 八面体空隙。
链状结构：硅氧四面体通过共用氧离子相连，在一维方向延伸，形成链状。
此类结构可以分为单链和双链类型。
链间通过其它阳离子按照一定的配位关系连接起来。
实例：透辉石层状结构：硅氧四面体通过三个共用氧相连，在二维平面内延伸成一个硅氧四面体层；在硅氧层中，处于同一平面的三个氧离子被硅离子共用，称为桥氧，电荷达到平衡。
顶角上一个氧离子，电荷未达平衡，称为自由氧，与硅氧层外的其它阳离子相连；自由氧一般与 Al3+，Mg2+，Fe3+，Fe2+等阳离子相连，构成 Al –O、Mg – O 等八面体。
架状结构：硅氧四面体的四个顶角都与相邻的硅氧四面体共顶，构成三维“骨架”。
实例： - 方石英，立方晶系，Si4+占据全部面心立方结点位置和一半（四个）的小立方体中心，每个Si4+与四个O2-相连。
（8）同质多晶现象：物质以多种晶型存在，并且不同晶型之间在适宜条件下能够进行相互转变。
即，同种化学成分在不同的热力学条件下结晶成不同晶体结构的现象。
晶型的稳定性：一种同质多晶的变体中，自由焓最低者为稳定晶型：G=U+ PV−TS，其中，内能U取决于晶体结构的晶格能，P为平衡蒸气压，V为体积，T为绝对温度，S为一定晶型的熵重建型转变：当一组同质变体晶型晶型转变时，通过破坏原子间键合，改变次级配位，使晶体结构完全改变原样的转变形式——化学键破坏重组需要较大能量，转变缓慢；位移型转变：当一组同质变体晶型晶型转变时，总体结构不发生根本改变，次级配位的改变不破坏键合情况，仅使结构发生畸变——转变迅速。
第三章晶体缺陷终极重点：1、缺陷方程式 2、刃型位错与螺型位错（1）缺陷类型及表示方法，有效电荷，缺陷方程式的书写；（2）点缺陷：Frenkel缺陷，Schottky缺陷，点缺陷的生成热力学；色心：色心的形成，分类；（3）线缺陷：刃位错，螺位错，柏氏矢量的确定，及其与位错类型的关系；（4）面缺陷：小倾角晶界，大倾角晶界，晶面间距，孪晶，晶界特性，堆积层错的类型，（5）亚晶粒界和反相畴界；（6）非化学计量化合物。
(1)缺陷类型及表示方法，有效电荷，缺陷方程式的书写1.点缺陷：缺陷尺寸处在一两个原子大小的量级；线缺陷：在晶体结构中的一维缺陷，通常指位错；面缺陷：通常指晶界、表面等等；体缺陷：指三维方向上尺度都比较大的缺陷。
热缺陷：由于原子的热振动而产生的缺陷；特点：缺陷浓度随温度升高呈指数增加。
Frenkel缺陷：由于热振动，部分能量较大的原子离开正常结点位置，进入间隙，变成填隙原子；Schottky缺陷：由于热振动，原子迁移到表面，在正常结点位置留下空位。
杂质缺陷：由外来原子进入晶体而形成，杂质浓度与温度无关。
2.缺陷表示方法克罗格-明克符号：在晶体中加入或去掉一个原子时，视为加入或去掉一个中性原子；在晶体中加入或去掉一个离子时，视为加入或去掉一个电子。
空位： VM —— M原子空位，VX—— X原子空位；填隙子： Mi ，Xi分别表示M及X处在间隙的位置；错位： MX表示M原子被错放到X位置，反之亦然；3.有效电荷：缺陷及其周围的总电荷减去理想晶体中同一区域的电荷之差。
对于自由电子和空穴：有效电荷等于实际电荷；对于化合物晶体：缺陷的有效电荷一般不等于实际电荷，例如，将CaCl掺杂到2NaCl中，缺陷反应表示为：(2)点缺陷：Frenkel缺陷，Schottky缺陷，点缺陷的生成热力学；色心：色心的形成，分类1.Schottky缺陷：正负离子空位成对出现；为补偿空位，对应 Schottky 缺陷，在晶体表面有两个额外的原子。
Frenkel缺陷：空位与填隙子有相反的电荷并可以彼此吸引成对；整体上呈电中性，存在偶极矩；缺陷对可以相互吸引形成较大的聚集体或缺陷簇，在相变中起到晶核的作用。
2.以NaCl晶体为例，Schottky缺陷平衡：反应平衡常数：对于Schottky缺陷，有：简化可得：为每一类空位的总数，有：令N为每一类格位的总数，NV对于小的浓度缺陷，有：平衡常数可以表示为温度的指数函数：通常也表示为：其中，n/N为缺陷浓度，E为缺陷生成能，k= 1.38×10-23J•K-1。