晶體學(xué)，又稱結(jié)晶學(xué)，是一門以確定固體中原子（或離子）排列方式為目的的實驗科學(xué)。
研究晶體及類晶體生成、形貌、組成、結(jié)構(gòu)及其物理化學(xué)性質(zhì)規(guī)律的學(xué)科。它包括三個主要組成：幾何晶體學(xué)是晶體學(xué)的基礎(chǔ)，其主要內(nèi)含是有關(guān)晶體三維周期性的晶格理論與有關(guān)晶體(外形、結(jié)構(gòu)…)對稱性的晶體學(xué)點群、空間群理論；晶體衍射學(xué)是現(xiàn)代晶體學(xué)的核心，它研究晶體及類晶的(X射線、中子、電子)衍射效應(yīng)及晶體物相分析、結(jié)構(gòu)分析的方法與理論；晶體物理化學(xué)主要涉及有關(guān)生長、缺陷與物性的晶體物理及有關(guān)化學(xué)、地學(xué)、生物體系各類晶體的晶體化學(xué)。晶體學(xué)分支甚多，如表面晶體學(xué)、晶體工程、蛋白晶體學(xué)等。
“晶體學(xué)”（crystallography）一詞原先僅指對各種晶體性質(zhì)的研究，但隨著人們對物質(zhì)在微觀尺度上認識的加深，其詞義已大大擴充。
在X射線衍射晶體學(xué)提出之前，人們對晶體的研究主要集中于晶體的點陣幾何上，包括測量各晶面相對于理論參考坐標(biāo)系（晶體坐標(biāo)軸）的夾角，以及建立晶體點陣的對稱關(guān)系等等。夾角的測量用測角儀完成。每個晶面在三維空間中的位置用它們在一個立體球面坐標(biāo)“網(wǎng)”上的投影點（一般稱為投影“極”）表示。坐標(biāo)網(wǎng)的又根據(jù)不同取法分為Wolff網(wǎng)和Lambert網(wǎng)。將一個晶體的各個晶面對應(yīng)的極點在坐標(biāo)網(wǎng)上畫出，并標(biāo)出晶面相應(yīng)的密勒指數(shù)（Miller Indices），最終便可確定晶體的對稱性關(guān)系。
現(xiàn)代晶體學(xué)研究主要通過分析晶體對各種電磁波束或粒子束的衍射圖像來進行。輻射源除了最常用的X射線外，還包括電子束和中子束（根據(jù)德布羅意理論，這些基本粒子都具有波動性，參見條目波粒二象性），可以表現(xiàn)出和光波類似的性質(zhì)）。晶體學(xué)家直接用輻射源的名字命名各種標(biāo)定方法，如X射線衍射（常用英文縮寫XRD），中子衍射和電子衍射。
以上三種輻射源與晶體學(xué)試樣的作用方式有很大區(qū)別：X射線主要被原子（或離子）的最外層價電子所散射；電子由于帶負電，會與包括原子核和核外電子在內(nèi)的整個空間電荷分布場發(fā)生相互作用；中子不帶電且質(zhì)量較大，主要在與原子核發(fā)生碰撞時（碰撞的概率非常低）受到來自原子核的作用力；與此同時，由于中子自身的自旋磁矩不為零，它還會與原子（或離子）磁場相互作用。這三種不同的作用方式適應(yīng)晶體學(xué)中不同方面的研究。 [1] [2] 下一頁 |
