结晶学
结晶学是研究晶体的发生成长、外部形貌、化学成分、晶体结构、物理性质
以及它们的相互关系的学科。

晶体广泛存在，从自然界的冰雪和矿物，到日常生
活中的食盐和食糖，陶瓷和钢材，多种固态药品及试剂等，都是晶体。

结晶学的
知识被广泛用于地质、冶金、化工、材料科学、工农业生产和尖端科学技术中。

一、结晶学主要研究内容
结晶学包括如下分支：
①晶体生长学。

研究晶体发生、成长的机理和晶体的人工合成，用以追溯自
然界晶体形成的环境和指导晶体的人工制备。

②几何结晶学。

研究晶体外形的几何规律，是结晶学的经典内容和基础。

③晶体结构学。

研究晶体中质点排布的规律及其测定。

晶体结构资料为阐释
晶体的一系列现象和性质提供依据。

④晶体化学。

研究晶体化学成分与结构的关系，成分、结构与晶体性能、形
成条件的关系,其理论用于解释晶体的一系列现象和性质,指导发现或制备具有
预期特性的晶体。

⑤晶体物理学。

研究晶体的物理性能及其产生机理，对于晶体的利用有重要
指导意义。

晶体是具有格子构造的固体，也就是说，格子构造是一5于晶体格于构造所
决定的，并为所有一切晶体所共有的性质，晶体的基本性质是晶体的共性，是指
晶体所共有的性质，性、均一性、异向性、对称性和稳定性。

二、晶体的特征
陨体所必备的条件。

凡是由称之为晶体的基本性质。

归纳起来共有五种：
即L1限是指所有的晶体均具有自发地形成封闭的几何多面体外形能力的性
质。

晶面就是晶体格子构造中最外层的而网所在，晶棱是最外层面网相交的公共
行列，而角顶则是结点的所在。

由于一切晶体都具有格子构造，所以，必然能自
发地形成几何多面体的外形，把它们自身封闭起来。

晶面，晶棱和角顶与格子构
造中的面网、行列及结点是相对应的，它们之间的关系见田I—10。

但应该指出，
自然生长和人造矿物晶体中呈现规则的几何多面体外形的不多。

主要是由于它们在生长时受到空间的限制。

不过，如港条件许可，让它们继续生长时，它们还是可以自发地形成规则的几何多面体外形的。

晶体的均一性是晶体的重要性质，我们可以根据这一重要性质，进行晶体的鉴别和使用。

应该指出：非品质体如玻璃，树肥等也具右均一性，但是它是一种统计的结果，而没行方向性，它的各种性质在不问部位和—“Lj方向。

亡都是相同的；而晶体的均一性，是晶体格子构造规律所决定的，不同部位相间力向上性质是相同的，不同部位不同方向上所测的放据一般是不一致的。

2、晶体的异向性
同一晶体在不同方向上所测得的性质表现出差异的特性。

云母和方解石矿物，它们郡具有完好的解理，受力后都能沿着一定方向裂开。

又如蓝晶石晶体
A1：oLSlO d]，不同方向上刻划的硬度不同，沿着晶体的延长方向，很容易用刀锋在晶面上刻下痕迹，但在横切的方向上却无动于衷，不留任何印痕，所以蓝品石矿物又称为二硬石，表现出了明显的各向异性。

晶体的各向异性，根据晶体格子构造规律，可知晶体内部质点的排列方式和距离，在相互平行的方向上都是一致的，但在不相平行的方向上可表现出一定的差别，这就是晶体各向异性产生的根本原因。

晶体的均一性和异向性，说明了在晶体的相同方向上具有相同的性质，而在不同方向上便具有不同的性质，这是一个问题的两个方面，它既说明了晶体内部构造的均一性，又说明了在均一性的内部构造中，包含着在不同的方向上构造不相同这一异向性。

3、晶体的对称性
它是指晶体中的相同晶面，晶棱和顶角以及晶体的物化性质能够在不同方向或位置上有规律地出现，如图1—N所示的石次品仲便友现出了明显的对称性。

这同样也是由于晶体内部质点作有规则地排列的原因造成的。

根据空间格子规律，在任一晶体结构中的任一行列方向上，总是存在着一系列为数无限的作周期性重复排列的等同点，达本身就表现出一种对称性，所以说对称性在晶体中是普遍存在的。

晶体外部形态的对称性，是晶体的宏观对称，晶体的内部构造，也具有对称性，这种对称性是晶体的微观对称。

4、晶体的稳定性
这是指对化学成分相同，但是处于不问物态下的物体、气体来说，晶体是最稳定的。

晶体的稳定性是由于晶体具有最小内能的缘故。

从根本上来讲，也是由于晶体格子构造规律所决定的。

晶体具有最小内能，这可以从晶体熔融时耍吸热，镕体结晶时要放热得到证明。

由于晶体是具有格子构造的固体，其内部质点在三维空间是作有规律排列的。

这种有规则的排列足质点间的引力和斥力达到平衡的结果。

如要破坏晶体的内部构造，改变其晶体内部质点的距离，势必要增加质点的势能。

这点和处在不同物态下相比大不相同，由于处在不同物态下的物体，如气体、液体和非晶态固体，其内部质点排列没有规则，因此质点间的引力和斥力一般都达不到平衡，所以它们的势能郎比晶体要大，换句话说，在相同的热力学条件下，晶体的内能是最小的。

正是由于晶体内能最小，以致品体内部的质点只能在晶格的一定位设上产生振动，而且振动的平均位置不变，也就是说质点的振动并不离开它的固定位置，这样，晶体的格子构造就不被破坏，因而它也就处于最稳定的状您，所以晶体具有最大的总定性。

三、结晶学的研究方法和手段
①研究晶体化学成分一般采用化学分析、光谱分析和电子探针分析等。

②研究晶体结构的基本方法是 X射线衍射分析。

为了特殊需要还须采用透射电镜和红外光谱、穆斯堡尔谱等各种谱学方法。

③对晶体形貌的研究，传统的测角术仍是基本方法。

研究晶体表面微形貌，还需要进行干涉显微镜和电子显微镜研究。

④对晶体生长的研究,除对天然晶体的观测外,主要是通过人工晶体的培养，研究晶体生长机理，并合成所需的各种晶体。

⑤对晶体的各种物理性能的研究和物理常数的测定，常采用偏光显微镜、电子显微镜、波谱分析和电学、磁学、热学、力学等各种方法。