七大晶系是矿物学和结晶学中根据晶体的对称性特征进行分类的基本体系。每个晶系都有其独特的晶胞参数,这些参数定义了晶体的空间结构和几何特征。以下是七大晶系的特征晶胞参数的详细说明及案例:
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立方晶系(Cubic System)
- 特征:晶体的三个轴等长,且互相垂直。
- 晶胞参数:a = b = c,α = β = γ = 90°
- 案例:氯化钠(NaCl)和钻石(C)。
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四方晶系(Tetragonal System)
- 特征:晶体的两个轴等长,第三个轴不同,且三个轴互相垂直。
- 晶胞参数:a = b ≠ c,α = β = γ = 90°
- 案例:钛酸锶(SrTiO₃)和金红石(TiO₂)。
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三方晶系(Hexagonal System)
- 特征:晶体的三个轴互不相等,底面为正六边形,轴间角为120°。
- 晶胞参数:a ≠ b ≠ c,α = γ = 90°,β = 120°
- 案例:石墨(C)和蓝宝石(Al₂O₃)。
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六方晶系(Rhombohedral System)
- 特征:晶体的三个轴相等,但轴间角均为120°,与三方晶系类似,但晶胞参数有所不同。
- 晶胞参数:a = b = c,α = β = γ ≠ 90°,通常为109°28'左右
- 案例:石英(SiO₂)和冰晶石(Na₃AlF₆)。
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斜方晶系(Orthorhombic System)
- 特征:晶体的三个轴互不相等,且互相垂直。
- 晶胞参数:a ≠ b ≠ c,α = β = γ = 90°
- 案例:硫酸钙(CaSO₄)和橄榄石(Mg,Fe)₂SiO₄)。
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单斜晶系(Monoclinic System)
- 特征:晶体的三个轴互不相等,其中两个轴互相垂直,第三个轴与它们不垂直。
- 晶胞参数:a ≠ b ≠ c,α = γ = 90°,β ≠ 90°
- 案例:正长石(KAlSi₃O₈)和绿柱石(Be₃Al₂Si₆O₁₈)。
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三斜晶系(Triclinic System)
- 特征:晶体的三个轴互不相等,且三个轴都不垂直。
- 晶胞参数:a ≠ b ≠ c,α ≠ β ≠ γ ≠ 90°
- 案例:石盐(KNO₃)和斜绿泥石(Clinochlore)。
晶胞参数是描述晶体结构的关键数据,它们决定了晶体的空间格局和物理性质。在实际应用中,通过X射线衍射等技术可以精确测量晶体的晶胞参数,从而确定其晶系和结构。这些参数对于材料科学、矿物学和晶体学等领域的研究具有重要意义。