第2章　晶体结构

2.1　基本概念

晶体的结构与其中的原子、分子、离子等的结合方式有关，按照结合方式可将晶体分为不同类型。

（1）基元　晶体由一种或多种原子（离子）组成。晶体中重复出现的最小单元称为基元。各个结构基元相互之间不但化学内容完全相同， 而且它们所处的环境也必须完全相同。

（2）结点（格点）　每个结构基元可以用一个数学上的点来代表， 称为结点。结点是空间格子中的点，它们代表晶体构造中的相当点。在实际的晶体构造中，结点可以为相同的离子、原子或分子所占据，但结点本身不代表任何质点，它们为只具几何意义的几何点。

（3）晶格（点阵）　晶体内部原子是按一定的几何规律排列的。为了便于理解，把原子看成是一个球体，则金属晶体就是由这些小球有规律堆积而成的物体。为了形象地表示晶体中原子排列的规律，可以将原子简化成一个点，用假想的线将这些点连接起来，构成有明显规律性的空间格架。这种表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫作晶格。晶体结构与基元、点阵的关系见图2-1。

（4）布拉菲格子　由基元代表点-格-点形成的晶格称为布拉菲格子，它的特征是每个格点周围的情况（包括周围的格点数目和格点配置的几何方位等）完全相同。

（5）布拉菲空间点阵学说　晶体的内部可以看成是一些相同的点（结点）在空间作规则的周期性的无限分布。

（6）简单格子　晶格中包含一个原子（或离子）的晶体称为简单格子。简单格子晶体中所有原子是完全等价的，它们不仅化学性质相同而且在晶格中处于完全相同的位置，有完全相同的环境，比如近邻、次近邻原子数目、原子种类等。

（7）复式格子　复式格子又名复式晶格，指的是包含两种或两种以上的等价原子。例如：金刚石结构是立方对称晶胞，这种晶胞可以看作是两个面心立方晶胞沿着体对角线相互位移了1/4空间对角线长度套构而成。立方体顶角和面心上的原子与这四个原子周围情况所处的环境不同，所以成为复式格子（如图2-2）。

（8）原胞（初级晶胞）　在晶格取一个格点为顶点，以三个不共面的方向上的周期为边长形成的平行六面体作为重复单元，这个平行六面体沿三个不同的方向进行周期性平移，就可以充满整个晶格形成晶体，这个平行六面体即为原胞（如图2-3）。

（9）惯用晶胞（单胞、晶胞）　反映晶体周期性和对称性的最小重复单元，结点可以在顶点、体心或者面心（如图2-4）。一般晶胞体积为原胞体积的整数倍，晶胞一般包含不只一个格点。

（10）配位数　一个粒子周围最邻近的粒子数，代表了晶体中粒子排列的紧密程度。

（11）晶列和晶列指数　通过晶格结点所作无限族彼此平行的直线称为晶列，晶列的取向称为晶向，用晶列指数表示。

（12）晶面和晶面指数或米勒指数　通过晶格结点所作无限族彼此平行的平面称为晶面。用晶面在原胞基矢的截距的倒数简约为互质的整数比表示。若用晶胞基矢表示则可称为米勒指数。

晶面指数的一般确定方法：

①在一组相互平行的晶面中任选的一个晶面，量出它在三个坐标轴上的截距并用a、b、c表示。

②写出三个截距的倒数，和一个坐标轴平行、截距为无穷时，倒数记作零。

③将三个倒数分别乘以分母的最小公倍数，把它们化为三个简单整数，并以圆括号括起，即为该组平面系的晶面指数。