第二章 幾何結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)--第1節(jié) 晶體及其基本性質(zhì)(2)
2.1.2 等同點(diǎn)及空間格子
一切晶體都具有格子構(gòu)造,尋找其格子構(gòu)造的規(guī)律便引出空間格子的概念。圖2-2示出以NaCl晶體結(jié)構(gòu)為例引出的空間格子。
在NaCl的晶體結(jié)構(gòu)中任意選擇一個(gè)幾何點(diǎn),如選在Cl-的中心或Na+的中心,然后可在結(jié)構(gòu)中找出與此相等的等同點(diǎn)。等同點(diǎn)的含義是指種類、性質(zhì)及其周圍的環(huán)境完全相同的質(zhì)點(diǎn)位置。對(duì)于NaCl晶體結(jié)構(gòu),若原始點(diǎn)選在Cl-中心,則其周圍分布的都是Na+,同理對(duì)原始點(diǎn)選在Na+中心。因此說,所有Na+中心點(diǎn)屬于一類等同點(diǎn),所有Cl-中心點(diǎn)屬于另一類等同點(diǎn)。進(jìn)一步講,等同點(diǎn)所在位置并不限于質(zhì)點(diǎn)的中心,結(jié)構(gòu)中其它任何位置上的點(diǎn),同樣能引出一類等同點(diǎn)。如果對(duì)NaCl各類等同點(diǎn)在空間的分布規(guī)律進(jìn)行考察,便可以得出,每類等同點(diǎn)都能構(gòu)成圖2-2c所示的圖形。即當(dāng)Na+與 Clˉ化合組成晶體時(shí),他們各自都是按這個(gè)圖形所限定的規(guī)律來進(jìn)行排列。
由此可見,等同點(diǎn)的分布體現(xiàn)了晶體構(gòu)造中所有質(zhì)點(diǎn)的重復(fù)規(guī)律,這種重復(fù)規(guī)律就是等同點(diǎn)在三維空間作格子狀排列,這種格子稱為空間格子(圖2-3)。在此指出,空間格子僅是一個(gè)幾何圖形且為無限圖形。空間格子中有下列幾種要素存在:
(1)結(jié)點(diǎn):空間格子中的點(diǎn),代表晶體構(gòu)造中的等同點(diǎn)。
(2)行列:結(jié)點(diǎn)在直線上的排列(圖2-4)?臻g格子中任意兩結(jié)點(diǎn)連接方向就是一條行列,行列中相鄰結(jié)點(diǎn)間的距離稱為結(jié)點(diǎn)間距。同—行列方向上結(jié)點(diǎn)間距相等;不同方向的行列,其結(jié)點(diǎn)間距一般不等。
(3)面網(wǎng):結(jié)點(diǎn)在平面上的分布 (圖2-5)?臻g格子中任意兩個(gè)相交的行列可確定一個(gè)面網(wǎng)。單位面積面網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)的數(shù)目稱為面網(wǎng)密度。任意兩相鄰面網(wǎng)間的垂直距離稱為面網(wǎng)間距。相互平行的面網(wǎng)間面網(wǎng)密度相等,其面網(wǎng)間距也相等,不相平行的一般不等,且面網(wǎng)密度大的面網(wǎng)間距大,反之,面網(wǎng)間距小。
(4)平行六面體:空間格子中的最小單位體積(圖2-6)?臻g格子可以被看成是由無數(shù)個(gè)平行六面體在三維空間無間隙地重復(fù)堆疊而成。
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