B4 B3 B2 B1 b O a A1 A2 A3 A4
相互平行的面网间面网密度相等，其面网间距也相 等，不相平行的一般不等，且面网密度大的面网间 距大，反之，网密度小的面网间距小。
d1
2.空间格子的概念
4.平行六面体：空间格子中的最小单位体积。 ❖ 空间格子可以被看成是由无数个平行六面体在
三维空间无间隙地重复堆叠而成。
这一模型要讨论的关键问题是：在一个正 在生长的晶面上寻找出最佳生长位置，有平 坦面、两面凹角位、三面凹角位。其中平坦 面只有一个方向成键，两面凹角有两个方向 成键，三面凹角有三个方向成键。
层生长理论可解释如下一些现象：
1．晶体常生长成面平、棱直的多面体形态。
2．在晶体生长过程中，环境会有变化，不同 时刻生成的晶体在物理性质和成分等方面可 能有细微的变化，因而在晶体的端面上常常 可以看到带状构造，晶面是平行向外推移生 长的。
要画出空间格子，就一定要找出相当点。）
相当点 （两个条件：1、性质相同，2、周围环境相同。）
❖ 相当点（等同点） 两个条件：1.性质相同，2.周围环境相同。
空间格子的导出
晶体结构
相当点
空间格子
相当点：晶体结构中物质环境（周围 质点的种类）和几何环境 （周围质点的分布方位和距 离）都相同的点
相当点的分布可以体现晶体结构中所有质点的平 移重复规律，连接三维空间的等同点，即可获得 空间格子。
3.晶体的基本性质
❖ 2.均一性:同一晶体的不同部分物理化学性质完全相 同。
❖ 可以用数学公式来表示, 设在晶体的x处和x + x’处取得小
晶体, 则
F(x) F (x + x’)
此处F表示化学组成和性质等物理量度。 非晶质体也具有其均一性，但由于非晶质体的质点排列
不具有格子构造，所以其均一性是统计的、平均近似的均一， 称为统计均一性；而晶体的均一性是取决于其格子构造的， 称为结晶均一性。
导出空间格子的方法：
在晶体结构中找出相当点，再将相当点按照一定的规律 连接起来就形成了空间格子。
❖ 空间格子：由结点（相当点）在三维空间作周 期性重复排列后构成的无限图形。它反映晶体 质点排列的规律性。
说明：一种晶体结构中的所有质点所构成的空间 格子类型是相同的(只有一种)，只是在组成晶体 结构时有所平移，但相当点可以有几种
2.空间格子的概念
❖ 一切晶体都具有格子构造，寻找其格子构造 的规律便引出空间格子的概念。
晶体
（远古年代的定义：自发形成规则形态的物体；
现代的定义：内部结构具有周期重复性，即具有 格子构造 的物体。）
格子构造（晶体结构的周期重复规律，这种规律是可以
用格子状的图形－空间格子表示的。）
空间格子（表示晶体结构周期重复规律的简单几何图形
c
a
b
平行六面体对应的实际晶体中相应的范围叫晶胞。
NaCl晶胞
金红石晶胞
晶体的宏观外形与微观晶胞
晶面、晶棱、角顶与面网、行列、结点的关系
3.晶体的基本性质
3.晶体的基本性质
❖ 我们将一切晶体所共有的，并且由晶体的格子构造 所决定的性质，称为晶体的基本性质。
❖ 1.自限性: 晶体能够自发地生长成规则的几 何多面体形态。
3.晶体的基本性质
❖ 3.异向性：同一晶体不同方向具有不同的物理性质。
❖ 如：蓝晶石的不同方向上硬度不同： AA方向，H＝4.5，小刀可刻动。 BB方向，H＝6.5，小刀不能刻动。 ❖ 思考：均一性与异向性有矛盾吗？
3.晶体的基本性质
4.对称性：同一晶体中，晶体形态相同的几个 部分（或物理性质相同的几个部分）有规律 地重复出现。例如下面的晶体形态是对称的：
3.晶体的基本性质
❖ 稳定性
晶体与非晶体加热曲线
4.晶面发育的一般规律
晶体的生长
1、晶体形成的方式
晶 核
晶 体
气态
凝华
晶体
液态
液体
过饱和
熔体
过冷却
晶 体
固态
晶体
2、晶体的生长理论
层生长理论：晶体上存在三种位置，优先占三面凹角。 晶体的生长先长满一层面网，再长相邻的一层，逐层 的向外平行推移，当生长停止时，最外层的面网即表 现为实际的晶面。
long-range order in three dimensional space.
石盐的晶体结构
宏观石盐晶体
非晶质体：与晶体结构相反，内部质点不作周 期性的重复排列的固体，即称为非晶质体。
石英
玻璃
α-石英的内部结构
玻璃的内部结构，
绿球代表Si4+,红球代表O2-
准晶体(quasi-crystal): 具有准周期格子构造的固
晶体与晶体的基本性质
人们常见的晶体有水晶、石盐、等， 在一般人的心目中就认为晶体就像水 晶和石盐那样，具有规则的几何多面 体形状。
1.晶体、非晶体与准晶体的概念。
晶体—具有格子构造的固体, 或内部质点在 三维空间成周期性重复排列的固体。
Crystal－homogeneous solid containing
2.空间格子的概念
空间格子要素
1.结点：空间格子中的点，代表晶体构造中的相当点。
2.行列：结点在直线上的排列。
a
a
空间格子中任意两结点连接方向就是一条行列，行
列中相邻结点间的距离称为结点间距。同一行列方
向上结点间距相等；不同方向的行列，其结点间距
一般不等。
2.空间格子的概念
3.面网：结点在平面上的分布。 空间格子中任意两个相交的行列可确定一个面网。 单位面积面网上结点的数目称为面网密度。任意两 相邻面网间的垂直距离称为面网间距。
3.晶体的基本性质
5.最小内能性：晶体与同种物质的非晶体相比， 内能最小。
内能 = 动能 +
质点在平衡点 周围作无规则 振动的能量
势能
质点间相对 位置所产生 能量
3.晶体的基本性质
6.稳定性：在相同的热力学条件下，具有相同化学
成分的晶体和非晶质体相比，晶体是稳定的，而非 晶质体是不稳定的。
对于化学成分相同的物质，以不同的物理状态 存在时，其中以结晶状态最为稳定。这一性质与晶 体的内能最小是吻合的。在没有外加能量的情况下， 晶体是不会自发地向其它物理状态转变的。
体。准周期构造－不同于晶体中的平移周期, 但具 有自相似性 (放大或缩小) 。准晶体的质点排列虽具 有长程有序，但不体现平移的周期重复，即不存在 格子构造。
速凝合金
具五次对称 或内部质点在三 维空间成周期性重复排列的固体。
非晶质体：与晶体结构相反，内部质点不作周 期性的重复排列的固体，即称为非晶质体。