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§7.2 晶体的对称性(Symmetry in crystal)
一.七个晶系
根据晶体的对称性，可将晶体分为七个晶系，每个晶系有它自己的特征对称元素。
对称性高的晶体，晶胞的规则性强，如立方晶系的晶胞是立方体，晶胞三个边长（即晶轴单位长度）相等并互相垂直。这样的晶体，通过立方晶胞4个体对角线方向各有1个3重轴。这四个3重轴称为立方晶系的特征对称元素。我们若在晶体外形或宏观性质中发现4个3重轴，就可判定该晶体结构中必定存在立方晶系（英文为Cubic）。由于立方晶系的晶体包含一个以上高次轴，也将立方晶系称作高级晶系。
还有些晶系，晶胞中至少有2个晶轴的单位长度是相等的，更重要的是这些晶胞中都有一个高次轴（6次轴、4次轴或3次轴），这个高次轴就称为他们的特征对称元素。这些晶系有六方晶系（Hexagonal）、四方晶系（Tetragonal）、三方晶系（Trigonal）。由于它们晶胞形状规则性比立方晶系低，又统称为中级晶系。六方晶系的特征是宏观可观察到6次轴对称性，但每个晶胞仍是a、b晶轴相等，夹角为120°的平行六面体。四方晶系中晶轴夹角都是90°，a、b轴亦相等。
另有3个晶系是正交晶系（Orthorhombic）、单斜晶系（Monoclinic）、三斜晶系（Triclinic），特征对称元素都不包含高次轴，所以统称为低级晶系。
正交晶系三个晶轴互相垂直，晶胞是边长不相等的长方体。单斜晶体有一个晶轴夹角不等于90°。三斜晶体三个晶轴夹角都不等于90°。
表7－1 七个晶系及有关特征
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晶系
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特征对称元素
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晶胞特点
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空间点阵型式
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立方晶系
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4个按立方体对角线取向的3重旋转轴
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a=b=c
α=β=γ=90°
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简单立方
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立方体心 |
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立方面心 |
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六方晶系
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6重对称轴
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a=b≠c
α=β=90°,γ=120°
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简单六方
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四方晶系
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4重对称轴
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a=b≠c
α=β=γ=90°
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简单四方
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体心四方 |
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三方晶系
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3重对称轴
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a=b=c
α=β=γ≠90°
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简单六方
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R心六方 |
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正交晶系
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2个互相垂直的对称面或3个互相垂直的2重对称轴
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a≠b≠c
α=β=γ=90°
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简单正交
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C心正交 |
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体心正交 |
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面心正交 |
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单斜晶系
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2重对称轴或对称面
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a≠b≠c
α=β=90°≠γ
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简单单斜
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C心单斜 |
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三斜晶系
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无
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a≠b≠c
a≠b≠c≠90°
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简单单斜
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