晶体结构

晶体结构，也称晶格，是指晶体的周期性结构。固体材料可以分为晶体、准晶体和非晶体三大类，其中，晶体内部原子的排列具有周期性，外部具有规则外形，比如钻石。

Hauy最早提出晶体的规则外型是因为晶体内部原子分子呈规则排列，比如钻石所具有的完美外形和优良光学性质就可以归结为其内部原子的规则排列。20世纪初期，劳厄发明X射线衍射法^[1]，从此人们可以使用X射线来研究晶体内部的原子排列，其研究结果进而证实了Hauy的判断。

晶体内部原子排列的具体形式一般称之为晶格，不同的晶体内部原子排列称为具有不同的晶格结构。各种晶格结构又可以归纳为七大晶系，各种晶系分别与十四种空间格（称作布拉维晶格）相对应，在宏观上又可以归结为三十二种空间点群，在微观上可进一步细分为230个空间群。

对于晶体结构的研究是研究固体材料的宏观性质及各种微观过程的基础。专门研究分子结晶结构的科学称为晶体学，经常应用在化学、生物化学与分子生物学。

分类

1.简单立方晶格

原子球在一个平面内呈现为正方排列,平面的原子层叠加起来得到简单立方格子^[2]。

2.体心立方晶格

晶格结构和原子排列形式（常见的体心立方金属Li、Na、K\Rb、Cs、Fe )

3.六角密排晶格（六角密排晶格结构晶体——Be、Mg、Zn、Cd）

原子在晶体中的平衡位置，排列采取尽可能的紧密方式——结合能最低的位置

配位数——一个原子的周围最近邻的原子——描写晶体中粒子排列的紧密程度

密堆积——晶体由全同一种粒子组成，将粒子看作小圆球，这些全同的小圆球最紧密的堆积

密堆积所对应的配位数——晶体结构中最大的配位数

全同小圆球平铺在平面上，任一个球都与6个球相切，每三个相切的球的中心构成一等边三角形。以同样的方式平铺三层，三层之间的排列如下图，第二层放在第一层的空隙中、第三层与第一层原子位置相同，排列方式是ABA型。

4.面心立方（面心立方晶格结构晶体Cu、Ag、Au、Al,大多数金属以这种形式排列）每一层的原子排列与六角密排相同，每层之间的排列方式为—— ABC ABC ABC ……

5.金刚石结构（半导体Ge、Si）

碳原子构成的一个面心立方原胞内还有四个原子,分别位于四个空间对角线的 1／4处，一个碳原子和其它四个碳原子构成一个正四面体。

晶体结构晶体结构和性质