结晶学及矿物学
上篇
结晶学
Crystallography
课程简介：
结晶学：以晶体为研究对象，主要研究晶体的对称规律。

研究的是晶体的共同规律，不涉及到具体的晶体种类。

特点：空间性、抽象性、逻辑性、理性、共性
与后续矿物学形成明显的对比：
矿物学：以矿物晶体为研究对象，主要研究各具体矿物晶体的成分、形态、物理性质、成因特点等。

特点：经验性、具体性、归纳分类性、感性、个性
一、晶体及空间格子
什么是晶体？
远古年代的定义：能自发形成规则几何多面体形态的物体（图片-链接下一页）；
直到1895年X射线发现，1912年第一次用X射线测试晶体结构，才对晶体内部规律有认识。

现代的定义：内部质点周期重复排列的固体。

这种周期重复排列叫格子构造链接下二页。

所以，晶体是具有格子构造的固体。

为什么叫“格子构造”呢？因为是由格子图案组成的。

这就引出了第二个概念：空间格子。

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方解石NaCl （石盐）
石墨
什么是空间格子？
表示晶体结构周期重复规律的简单几何图形。

（空间格子图片链接下一页）
要画出空间格子，就一定要找出相当点。

所谓相当点，就是晶体结构中性质完全相同的点。

要满足两个条件：1、点的种类相同，2、点的周围环境相同。

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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。

（相当点的两个条件：1、点的种类相同，2、
点的周围环境相同。

）
导出空间
格子举例1：
空间格子与具体的晶体结构是什么关系？可以认为具体的晶体结构是多套形状、大小相同的空间格子套在一起组成的，见图。

导出空间格子举例2：
金红石（TiO2）结
构平面示意图
这个例子说明，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点，不一定在画格子的时候都能用到。

请思考：氧离子有几套相当点？
导出空间格子举例2
：
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得多。

（结晶学中，主要研究的是空间格子，不涉及具体的晶体结构。

）
下面的问题请同学们思考并讨论：
1） 非晶体（玻璃）的结构特点？
（引出远程规律与近程规律）
2） 液体、气体的结构具有什么规律？
3）
晶体与非晶体的转化？
非晶体结
构
晶
体
结
构
4）准晶体的发现及结构特点：1984年发现的新现象，具有近程、远程规律但没有重复周期。

这是
什么意思呢？
5）准晶体与晶体、非晶体的关系？
准晶体是介于晶体与非晶体之间的物态。

准晶体不能用传统的晶体对称理论来研究了，开辟了新的对称理论体系。

具有近程、远程规律但没有重复周期图案
请大家将下图中的平面晶体结构的空间格子画出来。

(答案)。