• 水泥工业常用石灰岩、大理岩、铝矾土、石英、萤石等 作原料。 • 玻璃工业常用长石、石英、芒硝、纯碱、大理岩、石灰石 等作原料． • 耐火材料工业常用菱镁矿、白云岩、粘土岩、铝土矿等作 为原料。 • 陶瓷工业上，石英、长石、粘土矿物等作为原料
②化工原料：天然矿石经加工或提取获得，主要用 来制造新型无机材料，或作为硅酸盐制品得辅助 原料。
• 一、晶体及非晶体
• 二、晶体的宏观对称
• 三、晶体定向与结晶符号 • 四、单形和聚形 • 五、晶体生长 • 六、晶体的规则连生 • 七、晶体内部结构的微观特征 • 八、晶体化学
第一章
主要内容
• 晶体概念
晶体及非晶体
• 空间格子的概念、空间格子的要素
• 非晶体概念、准晶态的含义
• 晶体的基本性质
多晶则是由无数颗细小的单晶体聚合而成的，如 金属，土壤，粉末试剂等。
单晶和多晶
冰糖单晶
石英单晶
冰糖多晶
石英晶簇
§1.2空间格子
1、空间格子的定义 • 表示晶体内部结构中质点重复排列规律的几何图形
NaCl
• 相当点(等同点)：在晶体结构中的种类相同， 分布位置或周围环境也相同的一类点 • 相当点必须具备的两个条件 –点的内容（或种类)相同 –点周围环境相同
四、课程特点及性质
特点：抽象性、空间性、共性 性质：非金属专业重要专业基础课。
学习材料学、硅酸盐工 艺学及材料现代分析测 试方法等课程提供必需 的晶体学基础
应用于材料的生 产及研制利用.所 以又具有专业课 的性质。
五、课程教学内容
本课程以晶体形态对称规律及晶体内部结构对称 规律为主，简介晶体化学与晶体生长。
CsCl的晶体结构与空间格子 Nhomakorabea注意：空间格子与具体的晶体结构的区别
具体的晶体结构是多种原子、离子组成的，使得其 重复规律不容易看出来，而空间格子就是使其重复 规律突出表现出来。 空间格子仅仅是一个体现晶体结构中的周期重复规 律的几何图形，比具体晶体结构要简单的多。
2、空间格子要素
(1)结点：空间格子中的点,代表晶体结构中的相当点。
①金属材料：纯金属、合金、金属化合物、金属铸件 基本都是晶体集合体 ②无机非金属材料：除玻璃制品外，可分为两类 单晶材料：单晶硅、水晶、金刚石、红宝石等 多晶材料：陶瓷、水泥熟料、耐火材料等
（2）工业原料主要组成是晶体。
①天然矿石原料：无机非金属材料工业的所用天然矿石 原料也都以结晶相为主要成分。
参考资料：
• 《结晶学及矿物学》潘兆橹 地质出版社 • 《结晶化学导论》 钱逸泰 中科大出版社
绪论
一、结晶学与结晶化学
以晶体为研究对象的一门自然科学 研究：晶体发生、生成、物化性质、外部形态、 内部结构、制备、结构、化学组成及性质之间 的关系
研究对象－晶体
钻石
红宝石
蓝宝石
食盐
冰糖
雪花
二、研究内容
导出空间格子的方法：
首先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。 例1
(a)晶体平面结构
(b)相当点
(c)空间格子
空间格子推导
晶体平面结构中多套相当点及空间格子
空间格子推导例2
晶体结构中等同点的分布 （A） 相当点 （B）
Cl
Na

(a)
(b)
(c)
氯化钠的晶体结构(a) (b)与空间格子(c)
氯化钠内部质点排列
晶体的定义：晶体是内部质点（分子、原子或离
子）在三维空间成周期性重复排列的固体。或者说， 晶体是具有格子构造的固体。
氯化钠
氯化钠内部质点排列
晶体分单晶和多晶两类
单晶指的是单晶体，主要是天然的矿物晶体和人 造的晶体材料，如：天然的水晶、长石、萤石和 人造的云母、单晶硅、金刚石、红宝石等；
注意:实际晶体中，结点的位置由同种质点所占据，但同种 质点却并不一定只占据同一套结点
金红石晶体结构平面示意图
性质：不代表任何质点,它只具有几何意义，为几何点
(2)行列:结点在直线上的排列称为行列。
空间格子中任何两结点联结起来就是一条行列的方向
空间格子中的行列
结点间距: 行列中相邻两结点之间的距离 性质: 同一行列中结点间距相等，
§1.1晶体的概念
最早发现石英晶体有这样一些特征：是一种固体， 有棱有角，有规则的几何外形
石英
远古年代的定义：天然具有规则几何外形的固体
• 晶体内部质点有序性的证明：
1912年德国科学家劳厄用晶体作光栅，使X射线产 生衍射，证明晶体内部质点是有序排列的 1914年英国科学家布拉格父子用各种各样的晶体 作大量的衍射实验 三位科学家研究成果揭示了一切晶体皆具有格子 构造的秘密
• 几何结晶学 • 晶体生长学
• 晶体结构学 • 晶体化学 • 晶体物理学
研究晶体外形的几何规律 研究晶体发生、成长机理、控制和 影响生长的因素及晶体的人工合成 研究晶体内部结构中质点的排布规 律及结构缺陷 研究晶体的化学成分与结构及性质 (物理化学性质)之间的关系 研究晶体的物理性质及产生机制
三、结晶学与其它学科关系
平行行列中结点间距不变
(3)面网:结点在平面上的分布
空间格子中不在同一行列上的三个结点可构 成一面网。任意两相交行列决定一个面网。
空间格子中的面网
面网密度：面网单位面积内的结点数。 面网间距：一个空间格子中任意两相邻平行面 网之间的垂直距离。 在一个空间格子中平行面网的面网密度与面网 间距相等。 而不平行的面网之间，面网间距和面网密度一 般不等。面网间距较大者面网密度也较大。？
如：电子陶瓷主要应用的化工原料，如钛白粉(TiO2)、氧 化铅(PbO)等，它们都是晶体。
③工业废渣和工业尾矿：可作为无机非金属材 料工业的原料。
如：水泥工业大量使用的矿渣、粉煤灰、煤渣等。 这些也主要由晶体组成。
（3）指导材料制品的研制和开发应用
A、金刚石，石墨
B、Al2O3 +Cr C、微晶玻璃 硬度、耐磨
A’ d1
B’
C’
d2
d3
β1
β2
β3
1、与矿物学的关系 2、与基础学科 －数学 、物理学、化学的关系 3、与应用技术科学部门
－有的直接以晶体为研究对象：选矿学、陶瓷工 艺学、水泥工艺学、玻璃工艺学； －有的直接应用晶体作为核心部件，如半导体、 超声波、激光技术等技术领域。
4、结晶学是材料学科的理论基础
（1）材料制品大多是晶体或由结晶体所组成的。