晶體以其內部原子、離子、分子在空間作三維周期性的規則排列為其最基本的結構特征。任一晶體總可找到一套與三維周期性對應的基向量及與之相應的晶胞,因此可以將晶體結構看作是由內含相同的具平行六面體形狀的晶胞按前、后、左、右、上、下方向彼此相鄰“并置”而組成的一個集合。晶體學中對晶體結構的表達可采取原子分立分布的方式,亦可用具連續分布的電子密度函數的方式。
根據晶體的宏觀對稱性,布拉菲(Bravais)在1849年首先推導出14種空間點陣,它們的晶軸關系即晶軸的單位長度及夾角(即單胞參量a、b、c、α、β、γ)間的關系,分別屬于立方、四方、三方、六方、正交、單斜、三斜共7個晶系(見表)。在這7個晶系中,除了由素單位構成的簡單點陣(P)外,還可能有體心(I)、底心(C)、面心(F)點陣。在這些有心的點陣中,晶胞分別有2個或4個陣點。
因此晶體結構分為7個晶系,14種布拉伐格子,32種點群。
常見結構:
體心立方(FCC):體心立方晶格的晶胞中,八個原子處于立方體的角上,一個原子處于立方體的中心,角上八個原子與中心原子緊靠。
屬于該結構的物質主要有:α-鐵(奧氏體)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、釩(V)、鉀(K)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鎰(Yb)、(Eu)、鈦(Ti)、鈾(U)、鋇(Ba)、(Sr)、鈉(Na)、鈣(Ca)、鎂(Mg)
面心立方(BCC):八個原子處于立方體的角上,在立方體的6個面的中心各有一個原子。
屬于該結構的物質主要有:γ-鐵(馬氏體)、鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鎳(Ni)、鉛(Pb)、鉑(Pt)
密排六方(HCP):是指除在六角晶胞的頂角上有12個原子外,在每個底面中心有一個原子,在晶胞內部半高處有三個共面原子,軸比近似為(8/3)1/2=1.633的六角晶體結構。
屬于該結構的物質主要有:ε-鐵、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、鋨(Os)、鈹(Be)、釕(Ru)、錸(Re)