
【建】 crystal repeating unit
crystal; crystalloid
【化】 crystal
【医】 Crys.; crystal
【电】 repetitive unit
在晶体学领域,"晶体重复单位"(英文:Unit Cell)指晶体结构中最小的、能通过周期性平移重复排布而构成整个晶体空间点阵的几何单元。该概念是理解晶体对称性与微观结构的基础,具有以下核心特征:
最小重复单元
晶体重复单位是晶体空间点阵中体积最小的平行六面体单元,其三个棱边(a, b, c)和夹角(α, β, γ)构成晶胞参数,用于描述晶体的几何周期性与对称性。
周期性平移
通过沿三个晶轴方向无限次重复堆叠该单元,可重构完整的晶体结构。数学表达为:
$$ vec{T} = mvec{a} + nvec{b} + pvec{c} quad (m,n,p in mathbb{Z}) $$ 其中 (vec{a}, vec{b}, vec{c}) 为晶胞基矢。
原子/分子排列
晶胞内包含特定原子或分子的空间坐标,其排列方式决定了晶体的物理性质(如硬度、光学特性)。例如,金刚石晶胞中碳原子呈四面体配位,形成高强度共价键。
对称性操作
晶胞的对称性由点群与空间群描述,涵盖旋转、反映、平移等操作。国际晶体学联合会(IUCr)定义了230种空间群,涵盖所有晶体对称类型 。
根据对称性高低,晶胞可分为七种晶系(如立方、六方、正交等),进一步细分为:
典型示例:
X射线衍射分析
晶胞参数与原子坐标可通过X射线衍射图谱推算,是解析晶体结构的核心依据(参见布拉格方程:( nlambda = 2d sin theta ))。
材料设计
调控晶胞内原子种类与位置可优化材料性能,如半导体能带工程、合金强度设计等 。
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晶体重复单位 | Unit Cell |
晶胞参数 | Lattice Parameters |
空间群 | Space Group |
素晶胞/复晶胞 | Primitive/Non-primitive Cell |
对称操作 | Symmetry Operation |
权威参考来源:
晶体重复单位在材料学和晶体学中通常指晶胞,它是晶体结构的基本组成单元。以下为详细解释:
晶胞(Unit Cell):
晶胞是从晶体中截取的最小重复单位,能够完整反映晶体结构的周期性排列特征。它由平行六面体构成,包含原子、离子或分子等物质,通过平移堆积形成整个晶体。
分类:
如需进一步了解晶胞计算或具体晶体类型,可参考、5、10等来源。
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