Tài liệu Cấu trúc tinh thể docx

Cấu trúc tinh thể Trong khoáng vật học và tinh thể học, một cấu trúc tinh thể là một sự sắp xếp đặc biệt của các nguyên tử trong tinh thể.. Một cấu trúc tinh thể gồm có một ô đơn vị và

Cấu trúc tinh thể

Trong khoáng vật học và tinh thể học, một cấu trúc tinh thể là một sự sắp xếp đặc biệt

của các nguyên tử trong tinh thể Một cấu trúc tinh thể gồm có một ô đơn vị và rất nhiều

các nguyên tử sắp xếp theo mộ

Cấu trúc và đối xứng của tinh thể có vai trò rất quan trọng với các tính chất liên kết, tính chất điện, tính chất quang, của của tinh thể

Ô đơn vị

Ô đơn vị là một cách sắp xếp của các nguyên tử trong không gian ba chiều, nếu ta lặp lại

nó thì nó sẽ chiếm đầy không gian và sẽ tạo nên tinh thể Vị trí của các nguyên tử trong ô

đơn vị được mô tả bằng một hệ đơn vị hay còn gọi là một hệ cơ sở bao gồm ba thông số tương ứng với ba chiều của không gian (x ,y ,z ) i i i

Đối với mỗi cấu trúc tinh thể, tồn tại một ô đơn vị quy ước, thường được chọn để mạng

tinh thể có tính đối xứng cao nhất Tuy vậy, ô đơn vị quy ước không phải luôn luôn là lựa chọn nhỏ nhất Ô nguyên tố mới là một lựa chọn nhỏ nhất mà từ đó ta có thể tạo nên tinh thể bằng cách lặp lại ô nguyên tố Ô Wigner-Seitz là một loại ô nguyên tố mà có tính đối xứng giống như của mạng tinh thể

Hệ tinh thể

Hệ tinh thể là một nhóm điểm của các mạng tinh thể (tập hợp các phép đối xứng quay và đối xứng phản xạ mà một điểm của mạng tinh thể không biến đối) Hệ tinh thể không có các nguyên tử trong các ô đơn vị Nó chỉ là những biểu diễn hình học mà thôi Có tất cả bảy hệ tinh thể Hệ tinh thể đơn giản nhất và đối xứng cao nhất là hệ lập phương, các hệ tinh thể khác có tính đối xứng thấp hơn là: hệ sáu phương, hệ bốn phương, hệ ba phương

(còn gọi là hình mặt thoi), hệ thoi, hệ một nghiêng, hệ ba nghiêng Một số nhà tinh thể học coi hệ tinh thể ba phương là một phần của hệ tinh thể sáu phương

Phân loại

các loại

mạng tinh

thể

Ba nghiêng

đơn giản tâm đáy

Một nghiêng

đơn giản tâm đáy tâm khối tâm mặt

Trực thoi

Sáu phương

Ba phương

đơn giản tâm khối

Bốn phương

Mạng Bravais là

một tập hợp các

điểm tạo thành từ

một điểm duy nhất

theo các bước rời

rác xác định bởi

các véc tơ cơ sở

Trong không gian

ba chiều có tồn tại 14 mạng Bravais (phân biệt với nhau bởi các nhóm không gian) Tất các các vật liệu có cấu trúc tinh thể đều thuộc vào một trong các mạng Bravais này (không tính đến các giả tinh thể) 14 mạng tinh thể được phân theo các hệ tinh thể khác nhau được trình bày ở phía bên phải của bảng

đơn giản tâm khối tâm mặt

Lập phương

Cấu trúc tinh thể là một trong các mạng tinh thể với một ô đơn vị và các nguyên tử có mặt tại các nút mạng của các ô đơn vị nói trên

Nhóm điểm và nhóm không gian

Nhóm điểm tinh thể học hoặc lớp tinh thể là một tập hợp các phép đối xứng không tịnh

tiến mà dưới tác dụng của các phép đối xứng đó, tinh thể trở lại vị trí như cũ Có tất cả 32 lớp tinh thể

Nhóm không gian của một cấu trúc tinh thể được tạo thành từ các phép đối xứng tịnh tiến

bổ sung vào các phép đối xứng của các nhóm điểm Có tất cả 230 nhóm không gian như vậy

Sai hỏng mạng

Các tinh thể thực thường có các sai hỏng mạng hoặc là các điểm bất thường có mặt trong cấu trúc tinh thể lý tưởng nói ở trên Các sai hỏng này có vai trò quyết định đến tính chất

cơ và điện của các tinh thể thực Đặc biệt là bất định xứ trong tinh thể cho phép tinh thể biến dạng dễ dàng hơn nhiều so với tinh thể hoàn hảo