晶系是晶體按其幾何形態(tài)的對(duì)稱程度分類時(shí)的類別。在晶體學(xué)中,根據(jù)晶體的特征和對(duì)稱元素,將所有晶體分為7個(gè)晶系、14個(gè)空間點(diǎn)陣(稱之為布拉維點(diǎn)陣)。
7個(gè)晶系分屬于3個(gè)不同的晶族,立方晶系屬于高級(jí)晶族;六方晶系、四方晶系和三方晶系屬于中級(jí)晶族;正交晶系、單斜晶系和三斜晶系則屬于低級(jí)晶族。晶系特征對(duì)稱元素如下:立方晶系:4個(gè)3次軸。四方晶系:1個(gè)4次軸或4次反軸。六方晶系:1個(gè)6次軸或6次反軸。三方晶系:和六方晶系一樣具有四個(gè)結(jié)晶軸,唯一高次軸方向的三重軸或三重反軸。正交晶系:2次軸或反映面之?dāng)?shù)目大于1。單斜晶系:三個(gè)互不相等的結(jié)晶軸,2次軸或反映面之?dāng)?shù)目等于1。三斜晶系:無(wú)反映面和旋轉(zhuǎn)軸。
簡(jiǎn)介
晶系(晶體 system)
晶體根據(jù)其在晶體理想外形或綜合宏觀物理性質(zhì)中呈現(xiàn)的特征對(duì)稱元素可劃分為立方、六方、三方、四方、正交、單斜晶系、三斜晶系等7類,是為7個(gè)晶系,分屬于3個(gè)不同的晶族。高級(jí)晶族中只有一個(gè)立方晶系;中級(jí)晶族中有六方、四方和三方三個(gè)晶系;低級(jí)晶族中有正交、單斜和三斜三個(gè)晶系。
特征對(duì)稱元素亦能確認(rèn)與每種晶系對(duì)應(yīng)晶胞的形狀或晶胞參數(shù)相關(guān)性的特征。各晶系的晶胞類型一般用晶胞參數(shù)a、b、c和α、β、γ表示。其中a、b和c是晶胞三個(gè)邊的長(zhǎng)度,習(xí)慣上叫軸長(zhǎng),α、β和γ叫軸角,它們分別是b和c、a和c、a和b的夾角。如唯一高次軸方向四重軸或反軸的存在決定晶體屬四方晶系并具有四方柱形狀的晶胞,晶胞參數(shù)必有a=b≠c和α=β=γ=90°的相關(guān)性。
種類
晶體通常可以分為七個(gè)不同的晶系,即等軸(立方)晶系、六角(六方)晶系、四方(正方)晶系、三角(三方、菱方)晶系、斜方(正交)晶系、單斜晶系、三斜晶系。
立方晶系:正六面體(或稱正立方體);八面體;菱形十二面體;五角十二面體;四角三八面體;四面體;六面體與八面體的聚形
六方晶系:六方柱;六方雙錐;六方柱和六方雙錐的聚形
四方晶系:四方柱;四方雙錐;四方柱和四方雙錐的聚形
正交晶系:斜方柱;斜方雙錐;兩種斜方雙錐的聚形
單斜晶系:斜方柱與三種平行雙面的聚形
斜晶系:五種平行雙面的聚形
特征
諸晶系(在晶體外形和宏觀物性中呈現(xiàn)的)特征對(duì)稱元素如下:
立方晶系(等軸晶系)(cubic system)
有三個(gè)等長(zhǎng)且互相垂直的結(jié)晶軸,4個(gè)立方體對(duì)角線方向的三重軸;
六方晶系(hexagonal system)
晶體有四個(gè)結(jié)晶軸,唯一高次軸方向的六重軸或六重反軸;有一個(gè)6次對(duì)稱軸或者6次倒轉(zhuǎn)軸,該軸是晶體的直立結(jié)晶軸C軸。另外三個(gè)水平結(jié)晶軸正端互成120度夾角。軸角α=β=90°,γ=120°,軸單位a=b≠c。
三方晶系(trigonal system)
和六方晶系一樣具有四個(gè)結(jié)晶軸,唯一高次軸方向的三重軸或三重反軸;
四方晶系(tetragonal system)
三個(gè)互相垂直的結(jié)晶軸,唯一高次軸方向的四重軸或四重反軸;
正交晶系(orthorhombic system)
正交晶系)三個(gè)互相垂直但是互不相等的結(jié)晶軸,三個(gè)結(jié)晶軸分別相當(dāng)于三個(gè)互相垂直的二次軸。
單斜晶系(monoclinic system)
三個(gè)互不相等的結(jié)晶軸
三斜晶系(triclinic system)
三個(gè)互不相等且互相斜交的結(jié)晶軸。
布拉菲點(diǎn)陣
在晶體學(xué)中,常根據(jù)晶胞外形即棱邊長(zhǎng)度之間的關(guān)系和晶軸之間的夾角情況對(duì)晶體進(jìn)行分類。如分類時(shí)只考慮a、b、c是否相等,α、β、γ是否相等及它們是否呈直角等因素,而不涉及晶胞中原子的具體排列情況,這樣可將所有晶體分成七種類型或稱七個(gè)晶系,見(jiàn)下表。1848年奧古斯特·布拉菲(A.Bravais)根據(jù)“每個(gè)陣點(diǎn)的周?chē)h(huán)境相同”的要求,用數(shù)學(xué)分析法證明晶體中的空間點(diǎn)陣只有14種,并稱之為布拉菲點(diǎn)陣。其晶胞如圖所示,表則把它們歸屬于七個(gè)晶系。
參考資料 >