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晶体学笔记10:晶体的宏观对称性

晶体学笔记10:晶体的宏观对称性

作者: 汲之郎 | 来源:发表于2022-10-04 07:02 被阅读0次

晶体学对称性分为宏观和微观两部分,宏观对称性是晶体外在表现的对称性,微观部分是晶体内部结构的对称性。由宏观对称性外加微观对称性才能反映真实的原子排布。

那么先说宏观对称性:最简单的两种对称有对称面(符号 m ,即镜面对称)和中心对称(符号 i ,把一个点阵进行中心对称这种操作称为反演)。这点想必学过几何的都明白。比较容易混淆的是旋转对称轴和反演对称轴。

定义:当晶体(点阵)绕某个轴旋转一圈后能完全复原,这个轴就叫旋转对称轴(Rotation axis)。旋转一周的过程中能复原n次就叫n次旋转轴。n次旋转轴的符号就是 n ,比如3次旋转轴是 3 。

定义:若晶体(点阵)绕某个轴旋转360°/n后,再以轴上的一个中心点做反演后能复原,则这个轴叫做n次反演对称轴(Inversion axis)。反演对称轴的符号是 n¯ ,比如4次反演对称轴是 4¯ 。显然n次反演对称是可以通过n次旋转对称加上其他对称操作来实现的。但是这不是我们今天说的重点,重点在于这两个对称性都是没有极性的。如果要完全反应原子的对称性,还需要引入两个微观对称性:

定义:晶体结构在绕某个轴旋转360°/n后再沿轴平移一段距离后即可重合的称为n次螺旋轴(Screw axis)。螺旋轴是有极性的(二次螺旋轴除外)一般以右手定则为准,比如对于六次螺旋轴,沿着右手螺旋方向转动一次的标记为: 61 ,显然 61 和 64 是不一样的。

另一个微观对称因素是滑动面,即对称面加上沿着面方向的平移。

3 晶体学对称性符号

显然,2次螺旋轴的符号并非和其他螺旋轴的不一样, 21 和 32 、 42 、43 还有 63 、 64 、 65 符号中的短线都是一个方向的。

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