晶体学

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翻译样例: 第一章 晶体学
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晶态和非晶态材料的特性 晶态和非晶态材料的特性 晶态和非晶态材料的特性 晶体学的研究对象是晶体,人们对晶体的认识是从天然晶体开始的。天然晶体具有规则外形和宏观对称性,最初人们认为只有规则外形的天然矿物才是晶体。直到20 世纪初期发现了X 射线在晶体中的衍射现象,间接地证明了晶体中的原子(分子)的规则周期排列,人们开始从微观更深的层次上来认识和研究晶体。

晶体学是一门边缘交叉科学,它涉及许多学科,如数学、物理学、化学和生物学等。同时,晶体学又是很多学科的基础,包含的内容比较广泛。一般可以将晶体学分成晶体生成学、晶体几何学、晶体结构学、晶体物理学和晶体化学等五个部分。

晶体在宏观上表现出各种特性。概括起来,晶体的基本特征包括:自限性、均匀性、各向异性、对称性和稳定性等。

晶体是由结构基元(可以是原子、分子或离子)在空间呈不随时间变化的规则的三维周期排列而成,这是晶体的本质特征。为了研究结构基元排列的规律,先撇开结构基元,从每个结构基元的等同点抽象出空间点阵,研究空间点阵的阵点排列规律性。不同种类的结构基元有可能具有相同的排列方式。因此晶体结构可视为—点阵+结构基元。

研究空间点阵排列只需要研究它的最小单位—晶胞的特性就可以了,表述晶胞特性是晶胞的三个基矢长度和它们之间的夹角,称它们为点阵常数。点阵常数所受的限制是有点阵的对称性决定的。

正因为这样,本章先介绍对称性的基础概念和对称操作和相应的变换。对称性是在描述物体变量的空间中物体经过某种变换后的不变性,是一种数学的规律性。在对称操作(变换)过程中保持空间至少有一个不动点的操作称为点对称操作,在变换过程中那些不懂的点、线和面称为对称元素。点对称变换包括:恒等操作或单位操作、旋转操作(对于晶体来说,旋转轴只能是1、2、3、4和6 次轴)、平面反映或镜像反映、反演和旋转反演。

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