(精品)空间群

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空间群是点对称操作和平移对称操作的对称要素全部可能的组合。点群表示晶体外形上的对称关系,空间群表示晶体结构内部的原子及离子间的对称关系。空间群一共230个,它们分别属于32个点群。晶体结构的对称性不能超出230个空间群的范围,而其外形的对称性和宏观对称性则不能越出32个点群的范围。属于同一点群的各种晶体可以隶属于若干个空间群。

230种晶体学空间群的记号

I

I

m P

晶体对称性与空间群表

晶体对称性与空间群表 表3.1.七个晶系 三斜 triclinic a≠b ≠c; α≠β≠γ 单斜 monoclinic a≠ b≠ c; α = γ = 90o,β≠ 90o 正交 orthorhombic a≠b≠c; α= β = γ = 90o 四方 tetragonal a = b≠c; α = β = γ = 90o 六方 hexagonal a = b≠c;α = β = 90o, γ = 120o 三方 trigonal a = b = c; α=β= γ≠ 90o 立方 cubic a = b = c; α= β= γ= 90o 注释:表中“≠”仅指不需要等于。 表3.2.七个晶系的特征对称元素 晶系特征对称元素 三斜无 单斜一个二次对称轴或对称面 正交三个互相垂直的二次对称轴或两个互相垂直的对称面四方有一个四次对称轴 六方有一个六次对称轴 三方有一个三次对称轴 立方四个立方体对角线上有三次轴 注:对称轴包括旋转、螺旋轴;对称面包括镜面和滑移面。

cP cF cI 图3.5.14种Bravais晶格。aP = 三斜(triclinic), mP = 简单单斜(monoclinic primitive), mC = 底心单斜(monoclinic C-centered),oP = 简单正交(orthorombic primitive),oC = C 底心正交(orthorombic C-centered,取轴方法不同,可以相当于A心底),oI = 体心正交(orthorombic body-centered),oF = 面心正交(orthorombic face-centered),tP = 简单四方(tetragonal primitive),tI = 体心四方(tetragonal body-centered),hP = 简单三方或六方(trigonal or hexagonal primitive),hR = 菱面体、按六方取晶胞(Rhombohedral hexagonal setting),cP = 简单立方(cubic primitive),cI = 体心立方(cubic body-centered),cF = 面 心立方(cubic face-centered)。

二点群单形及空间群

滑动面表示符号:平移为a/2、b/2或c/2时,写作a、b或c;沿体对角线平移1/2距离,写作n;沿面对角线平移1/4距离,写作d。 (2)螺旋轴:由回转轴和平行于轴的平移构成。图1-24为3 次螺旋轴,绕轴回转120o并沿轴平移c/3。螺旋轴按其回 转方向有右旋和左旋之分 螺旋轴表示符号:21(表示2次、c/2),31(表示3次、c/3、右旋),32(表示3次、c/3、左旋),41(表示4次、c/4、右旋),42(4次、c/2),43(表示4次、c/4、左旋),61(6次、c/6、右旋),62(6次、c/3、右旋),63(6次、c/2),64(6次、c/6、左旋),65(6次、c/3、左旋) 所有对称要素归纳: 回转对称轴:1、2、3、4、6 对称面:m(2) 对称中心:1(z) 回转-反演轴:3、4、6 滑动面:a、b、c、n、d 螺旋轴:21、31、32、41、42、43、61、62、63、64、65 (二)点群、单形及空间群 点群:晶体可能存在的对称类型。 通过宏观对称要素在一点上组合运用而得到。只能有32种对称类型,称32种点群

表1- 3 32种点群及所属晶系 *2/m表示其对称面与二次轴相垂直,/表示垂直的意思。其余类推 同一晶系晶体可为不同点群的原因:阵点上原子组合情况不同。 如错误!未找到引用源。,对称性降低,平行于六面体面的对称面不存在,4次对称轴也不存在。 理想晶体的形态―单形和聚形: 单形:由对称要素联系起来的一组同形等大晶面的组合。32种对称

型总共可以导出47种单形,如错误!书签自引用无效。,错误! 书签自引用无效。,错误!书签自引用无效。所示 聚形:属于同一晶类的两个或两个以上的单形聚合而成的几何多面体。大量的晶体形态是由属于同一晶类的单形聚合而成的封闭一定空间的几何多面体,如单形四方柱与平行双面形成了四方柱体的真实晶体形态 空间群:描述晶体中原子通过宏观和微观对称要素组合的所有可能方式。属于同一点群的晶体可因其微观对称要素的不同而分属不同的空间群,空间群有230种,见教材中表1- 4 国际通用的空间群符号及其所代表的意义为: P:代表原始格子以及六方底心格子(六方底心格子为三方晶系和六方晶系所共有)。 F:代表面心格子。 I:代表体心格子。 C:代表(001)底心格子(即与z轴相交的平行六面体两个面中心与八个角顶有相当的构造单位配布)。 A:代表(100)底心格子(即与x轴相交的平行六面体两个面中心与八个角顶有相当的构造单位配布)。 R:代表三方原始格子。 其它符号:意义与前述相同 表1- 4 晶体的空间群、点群、晶系、晶族一览表

空间群

国际符号international symbol 采用国际符号,不仅可以表示出各种晶类中有那些对称元素,而且还能表示出这些对称元素在空间的方向。国际符号根据各种晶类的对称性可以是三项、或二项、或一项符号组成,它分别表示晶体某三个、或二个、或一个方向上的对称元素。如果在某一个方向上,同时具有对称轴和垂直于此轴的对称面,则写成分数形式。

熊夫利斯(Sch ?enfles )符号 C n :字母表示旋转的意思,组标n 表示旋转的次数,n=1、2、3、4、6。例如C 2代表二次旋转轴。 C nh :表示除了n 次旋转轴外,还包括一个与此轴垂直的对称面。 C nv :表示除了n 次旋转轴外,还包括一个与此轴重合(即平行)的对称面。 C ni :表示除了n 次旋转轴外,还包括一个对称中心。

C i:表示有一个对称中心。 S4:表示有一个四次旋转倒反轴。 D n:表示除了n次主旋转轴外,还包括n 个与之轴垂直的二次旋转轴。 D nh:表示除了D n的对称性外,还包括一个与主旋转轴垂直的对称面,和n个与二次旋转轴重合(即平行)的对称面。 D nd:表示除了D n的对称性外,还包括n个

T:除了四个三次旋转轴外,还包括三个正交的二次旋转轴。 T h:除了T的对称性外,还包括与二次旋转轴垂直的三个对称面。 T d:除了T的对称性外,还包括六个平分两个二次旋转轴夹角的对称面。 O:包括三个互相垂直的四次旋转轴,六个二次旋转轴,和四个三次旋转轴。 O h:除了O的对称性外,还包括T d与T h的对

国际符号与熊氏符号对比 国际符号熊氏符号 1C 1 2C 2 3C 3 4C 4 6C 6 m C s C i ,S 2 S 14

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