晶体(crystal)是有明确衍射图案的固体,其原子或分子在空间按一定规律周期重复地排列。晶体中原子或分子的排列具有三维空间的周期性,隔一定的距离重复出现,这种周期性规律是晶体结构中最基本的特征。
固态物质分为晶体和非晶体。从宏观上看,自然凝结的、不受外界干扰而形成的晶体都有自己独特的、呈对称性的形状,如食盐呈立方体;冰呈六角棱柱体;明矾呈八面体等。
当晶体从外界吸收热量时,其内部分子、原子的平均动能增大,温度也开始升高,但并不破坏其空间点阵,仍保持有规则排列。继续吸热达到一定的温度──熔点时,其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列,空间点阵也开始解体,于是晶体开始变成液体。在晶体从固体向液体的转化过程中,吸收的热量用来一部分一部分地破坏晶体的空间点阵,所以固液混合物的温度并不升高。当晶体完全熔化后,随着从外界吸收热量,温度又开始升高。而非晶体由于分子、原子的排列不规则,吸收热量后不需要破坏其空间点阵,只用来提高平均动能,所以当从外界吸收热量时,便由硬变软,最后变成液体。玻璃、松香、沥青和橡胶就是常见的非晶体。宏观上能否产生X光衍射现象,是实验上判定某物质是不是晶体的主要方法。1
晶系晶体根据其在晶体理想外形或综合宏观物理性质中呈现的特征对称元素可划分为立方、六方、三方、四方、正交、单斜、三斜等7类,是为7个晶系,分属于3个不同的晶族。高级晶族中只有一个立方晶系;中级晶族中有六方、四方和三方三个晶系;低级晶族中有正交、单斜和三斜三个晶系。特征对称元素亦能确认与每种晶系对应晶胞的形状或晶胞参数相关性的特征。各晶系的晶胞类型一般用晶胞参数a、b、c和α、β、γ表示。其中a、b和c是晶胞三个边的长度,习惯上叫轴长,α、β和γ叫轴角,它们分别是b和c、a和c、a和b的夹角。如高次轴方向四重轴或反轴的存在决定晶体属四方晶系并具有四方柱形状的晶胞,晶胞参数必有a=b≠c和α=β=γ=90°的相关性。
三方晶系定义在晶体外形或宏观物性中能呈现出具有惟一高次三重轴或三重反轴特征对称元素的晶体归属于三方晶系。
三方晶系一类正当晶格单位有两种选取模式:一种是取菱形六面体的三方素晶格R,其晶格参数具有a=b=c, α=β=γ