第1章　晶体几何学基础

传统的固体分为晶体和非晶体,这两者的主要差别在于原子、分子排列是否具有周期性和对称性,具有周期性和对称性的是晶体(结晶体)。晶体是由原子(或离子、分子等)在空间周期性地排列构成的固体物质,这种周期性是三维空间的。这种周期性结构,使得晶体具有以下共性:晶体的外形往往是有规则的多面体,即使外观上没有明显的形状,但在显微条件下,仍可看出它们是由很多具有一定形状的细小晶粒堆积而成的;晶体在一定的压力条件下往往具有恒定的熔点和熔解热;晶体的物理性质往往因观察方向不同而有差异,呈现出各向异性,即晶体的不同方向具有不同的物理性质;晶体还具有均一性,即从单晶体中任何一个部位取出足够大的一块体积时,它们内部物质点的排列方式和各种性质都是完全一致的,这种均一性来源于原子分布的统计规律。

非晶体不具备上述周期性和对称性,但它有短程的局域结构,它们的性质在不同方向上没有差别,具有各向同性。非晶体没有恒定的熔点和熔解热,其内部原子、离子或分子的排列是无规则的,处于热力学的不稳定状态。近年来,人们又发现一种介于晶体(取向及平移有长程序)及玻璃态(取向及平移无长程序)之间的固体存在新状态,这种既没有平移周期性又能产生明锐衍射斑点花样的凝聚态固体,显然属于一类新的有序物质,称为准晶态。本章的主要研究对象是晶体。