
【建】 crystal repeating unit
crystal; crystalloid
【化】 crystal
【醫】 Crys.; crystal
【電】 repetitive unit
在晶體學領域,"晶體重複單位"(英文:Unit Cell)指晶體結構中最小的、能通過周期性平移重複排布而構成整個晶體空間點陣的幾何單元。該概念是理解晶體對稱性與微觀結構的基礎,具有以下核心特征:
最小重複單元
晶體重複單位是晶體空間點陣中體積最小的平行六面體單元,其三個棱邊(a, b, c)和夾角(α, β, γ)構成晶胞參數,用于描述晶體的幾何周期性與對稱性。
周期性平移
通過沿三個晶軸方向無限次重複堆疊該單元,可重構完整的晶體結構。數學表達為:
$$ vec{T} = mvec{a} + nvec{b} + pvec{c} quad (m,n,p in mathbb{Z}) $$ 其中 (vec{a}, vec{b}, vec{c}) 為晶胞基矢。
原子/分子排列
晶胞内包含特定原子或分子的空間坐标,其排列方式決定了晶體的物理性質(如硬度、光學特性)。例如,金剛石晶胞中碳原子呈四面體配位,形成高強度共價鍵。
對稱性操作
晶胞的對稱性由點群與空間群描述,涵蓋旋轉、反映、平移等操作。國際晶體學聯合會(IUCr)定義了230種空間群,涵蓋所有晶體對稱類型 。
根據對稱性高低,晶胞可分為七種晶系(如立方、六方、正交等),進一步細分為:
典型示例:
X射線衍射分析
晶胞參數與原子坐标可通過X射線衍射圖譜推算,是解析晶體結構的核心依據(參見布拉格方程:( nlambda = 2d sin theta ))。
材料設計
調控晶胞内原子種類與位置可優化材料性能,如半導體能帶工程、合金強度設計等 。
中文 | 英文 |
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晶體重複單位 | Unit Cell |
晶胞參數 | Lattice Parameters |
空間群 | Space Group |
素晶胞/複晶胞 | Primitive/Non-primitive Cell |
對稱操作 | Symmetry Operation |
權威參考來源:
晶體重複單位在材料學和晶體學中通常指晶胞,它是晶體結構的基本組成單元。以下為詳細解釋:
晶胞(Unit Cell):
晶胞是從晶體中截取的最小重複單位,能夠完整反映晶體結構的周期性排列特征。它由平行六面體構成,包含原子、離子或分子等物質,通過平移堆積形成整個晶體。
分類:
如需進一步了解晶胞計算或具體晶體類型,可參考、5、10等來源。
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