X射线衍射方向.pptxVIP

X射线衍射方向第1页/共83页 2第二章 X射线衍射方向那么晶体的哪些要素对X射线衍射产生影响呢？为此，有须对晶体几何学作一简单介绍。晶体几何学：范围很广，在此只讨论最简单的问题： 1. 晶体中的原子是如何排列及其排列方式的表示方法! 2. 不同排列方式会给X射线衍射结果带来什么样的影响。X射线衍射分析：以X射线在晶体中的衍射现象为基础的。衍射分析：可归结衍射方向及衍射强度两方面问题。本章介绍的布拉格方程就是阐明衍射方向的基本理论。第2页/共83页 3第一节  晶体几何学简介第3页/共83页 4第一节 晶体几何学简介天然矿物晶体：们通过对天然矿物外部形态的观察发现，绝大多数天然矿物常具有独特的规则几何多面体的外形。外表多为平整的面所包围。人们将这种天然生成的固体称为晶体，称其平面为晶面。第4页/共83页 5第一节 晶体几何学简介 晶体：晶体是由原子、离子或分子在三维空间按一定周期性重复排列所构成的固体物质。有单晶、多晶、微晶、纳米晶等。单晶体：整个晶体中原子按一定周期性重复排列的。食盐(NaCl)的晶体结构第5页/共83页 6第一节 晶体几何学简介多晶体：许多小单晶按不同取向聚集而成的晶体物质。晶体并非局限于天然生成的固体，金属和合金在一般条件下都是晶体，一些陶瓷材料是晶体，高聚物在某些条件下也是晶体。晶体的特点：长程有序，主要是周期性或准周期性。不同的晶体，原子、离子或分子的排列方式各不相同，呈现出各种不同的性质。但并不是所有固体都是晶体。非晶体(amorphous) ：构成物质的分子或原子不具有周期性排列。如玻璃。特点：短程有序，而长程无序的无定性体。第6页/共83页 7晶体与非晶体的比较晶体非晶体第7页/共83页 8一、空间点阵（1） 1、阵点（lattice point） 结构基元：晶体中的原子、离子、分子或其基团在三维空间中作有规则的重复排列，作为基本结构单元的原子、离子或其基团称为结构基元。 阵点：为反映晶体中原子排列周期性。用一个几何点表示一个结构基元，此几何点称为“阵点”或“结点”。点阵中任一阵点：都具有完全相同的几何环境与物理化学环境，即阵点应是等同环境的点。第8页/共83页 9一、空间点阵（2）空间点阵示意图 单位点阵或单胞（晶胞）3、单位点阵或单胞： 整个空间点阵可由一个最简单的六面体在三维方向上重复排列而得， 称此六面体为单位点阵(unit lattice)或单胞(unit cell)或晶胞。2、空间点阵（space 1attice） 将相邻结点按一定的规则用线连接，便构成了空间点阵(space 1attice)或晶体点阵，简称点阵。 a c b αβγa c b αβγ第9页/共83页 10一、空间点阵（3）4. 基本矢量（单位矢量）：任取一结点为坐标原点，并在空间三方向上选取重复周期a、b、c。矢量a、b、c称为基本矢量或基矢。由3个基矢构成的平行六面体称为单位晶胞或单胞。5. 点阵参数或晶格常数:单胞大小和形状：用3个基矢长度a、b、c及相应夹角α、β、γ来表示。a、b、c以及α、β、γ称为点阵参数或晶格常数(lattice constant或lattice parameter)。第10页/共83页 11二、晶系 晶 系点 阵 常 数立方（等轴）cubica = b = cα =β=γ=900 正方（四方）tetragonala = b≠cα =β=γ=900斜方（正交）orthorhombica ≠ b ≠ cα =β=γ = 900菱方（三方）Rhombohedrala = b = cα =β=γ ≠ 900六 方hexagonala = b≠cα =β=900 、γ=1200 单 斜monoclnica ≠ b≠cα = γ =900 ≠ β 三 斜Triclinic或anorthica ≠ b≠cα ≠ β ≠ γ ≠ 900按照晶体点阵的对称性，划分为七种晶系。每个晶系最多可包括 4 种点阵。1848年，法国晶体学家布拉菲（Bravais.M.A）推导证实了七种晶系中总共可有14种点阵，称此为“布拉菲点阵”。第11页/共83页 12三、7 种晶系、14种布拉菲点阵（1）1、立方晶系 : （cubic）(1)简单立方P (2)面心立方F (3)体心立方I 第12页/共83页 13三、 7 种晶系、14种布拉菲点阵（2）2、正方晶系（四方）（tetragonal）(4)简单正方P (5)体心正方I 第13页/共83页 14三、 7 种晶系、14种布拉菲点阵（3）3、斜方晶系：（