晶体结构

晶体结构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（图）。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，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。所谓的晶体晶格是可以经由平移或其他对称操作后，仍可得到自己本身的晶格，一种典型的对称操作是绕着通过晶格点的轴作旋转，称为一重、二重、三重、四重及六重对称，分别是旋转 2 π {displaystyle 2pi } 、 π {displaystyle pi } 、 2 π 3 {displaystyle {2pi over 3}} 、 π 2 {displaystyle {pi over 2}} 、 π 3 {displaystyle {pi over 3}} ，其中以布拉维晶格较常使用。布拉维晶格在二维平面上有五种类型，两晶轴 a 1 {displaystyle a_{1}} 、 a 2 {displaystyle a_{2}} ，夹角 φ {displaystyle varphi }布拉维晶格在三维平面上有七大晶系，分别为三斜晶系、单斜晶系、斜方晶系、四方晶系、立方晶系、三方晶系、六方晶系。依照简单、体心、面心及底心这四种类型，这七大晶系又总共可细分为14种晶格。