
【機】 law of geometrical crystallography
geometry; how many; how much
【機】 crystalollne structure
law; restrain; rule
幾何結晶構造律(Geometrical Crystallography Laws) 是晶體學中描述晶體内部原子、離子或分子在三維空間周期性排列基本規律的學科分支。其核心在于通過對稱性、晶格類型及晶面夾角等幾何特征,揭示晶體宏觀形态與微觀結構的數學聯繫。以下從漢英對照角度解析其核心内涵:
幾何結晶構造律(Geometrical Crystallography Laws)
指晶體結構中原子排列遵循的對稱操作(如旋轉、反映、平移)和空間格子周期性重複的規則。其理論基礎源于晶體外形對稱性與内部點陣的一緻性,例如:
空間格子理論(Space Lattice Theory)
由布拉維(Auguste Bravais)提出,證明所有晶體結構可歸納為14種布拉維格子(Bravais Lattices),分屬七大晶系(如立方晶系的簡單立方、體心立方、面心立方格子)。
晶面角守恒定律(Law of Constancy of Angles)
同種晶體在相同溫壓條件下,對應晶面間的夾角恒定不變。例如方解石(Calcite)的菱面體晶面夾角恒為74°55',不受晶體大小或生長環境影響。該定律是晶體鑒定的幾何基礎 。
有理指數定律(Law of Rational Indices)
晶體任一晶面在晶軸上的截距比值必為有理數,可表示為米勒指數(Miller Indices)((hkl))。如螢石(Fluorite)的常見晶面為{111}、{100}、{110},其截距比滿足簡單整數關系 。
對稱性定律(Symmetry Principle)
晶體宏觀對稱性受限于32種點群(Point Groups),微觀對稱性擴展為230種空間群(Space Groups)。例如金剛石屬立方晶系,點群為(moverline{3}m),空間群為(Fdoverline{3}m),體現高對稱性 。
幾何結晶構造律為現代材料科學奠定基礎:
“幾何結晶構造律”是結晶學中的基礎理論,指晶體内部原子、離子或分子排列遵循的幾何對稱規律。這些規律決定了晶體的宏觀形态、對稱性及物理性質。以下是核心要點解析:
對稱性定律
晶體必須符合32種晶體學點群和230種空間群的對稱性限制。例如,立方晶系具有最高的對稱性(如4個三次軸),而三斜晶系對稱性最低。
有理指數定律(整數定律)
晶面在晶軸上的截距比為簡單整數比,即晶面指數為有理數。例如,晶面指數(hkl)滿足 ( frac{h}{a} : frac{k}{b} : frac{l}{c} = p:q:r )(其中p、q、r為整數)。
面角守恒定律
同種晶體在相同溫壓條件下,對應晶面間的夾角恒定。例如,石英的柱面夾角恒定為120°。
若需深入學習,建議參考經典教材《結晶學與礦物學》或國際晶體學聯合會(IUCr)發布的規範文件。
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