一、晶体与非晶体

固态物质按照原子在空间的排列方式，分为晶体和非晶体。原子在三维空间呈规则排列的固体称为晶体，如正常状态下的金属、食盐、单晶硅等。原子在空间呈无序排列的固体称为非晶体，如普通玻璃、石蜡、松香等。金属在某些特定条件下也可以形成非晶体，称为金属玻璃。晶体具有固定的熔点，原子排列有序，其各个方向上原子密度不同，因而具有各向异性。非晶体无固定的熔点，原子排列无序，具有各向同性。晶体与非晶体在一定条件下可以互相转化，如非晶态金属加热到一定温度转变为晶态金属，称为晶化。

二、晶格

如果把组成晶体的原子（或离子、分子）看作是刚性的球体，那么晶体就是由这些刚性球体按一定规律周期性地堆垛而成，如图2-5(a)所示。不同晶体的堆垛规律不同。为研究方便，假设将刚性球体缩为处于球心的点，称为结点。由结点所形成的空间点的阵列称为空间点阵。用假想的直线将这些结点连接起来所形成的三维空间格架称为晶格，如图2-5(b)所示。晶格直观地表示了晶体中原子（或离子、分子）的排列规律。

三、晶胞

从微观上看，晶体是无限大的。为便于研究，常从晶格中选取一个能代表晶体原子排列规律的最小几何单元来进行分析，这个最小的几何单元称为晶胞，如图2-5(c)所示。晶胞在三维空间中重复排列便可构成晶格和晶体。

晶胞各边的尺寸a、b、c称为晶格常数，又称晶格尺寸。晶胞的大小和形状通过晶格常数a、b、c和各棱边之间的夹角a、b、g来描述。根据晶胞的这些参数不同，可将晶体分为七种晶系，见表2-1。其中立方晶系和六方晶系比较重要。

晶胞中原子密度最大方向上相邻原子间距的一半尺寸称为原子半径，处于不同晶体结构中的同种原子的半径是不相同的。一个晶胞内所包含的原子数目称为晶胞原子数。晶胞中原子本身所占有的体积百分数称为致密度，晶体中与任一原子距离最近且相等的原子数目称为配位数。显然，不同结构晶体的晶胞原子数、配位数和致密度也不相同，配位数越大的晶体致密度越高。

四、立方晶系的晶面和晶向表示方法

晶体中各方位上的原子面称为晶面，各方向上的原子列称为晶向。为便于研究，人们通常用符号来表示不同的晶面和晶向。表示晶面的符号称为晶面指数，表示晶向的符号称为晶向指数。下面简单介绍立方晶系的晶面指数和晶向指数的确定方法。

1、晶面指数

晶面指数的确定步骤为：①以任一原子为原点（注意原点不要放在待确定晶面上），以过原点的三条棱边为坐标轴，以晶格常数为测量单位建立坐标系。②求出待定晶面在三个坐标轴上的截距；③取三个截距值的倒数并按比例化为最小整数，加一圆括弧，即为所求晶面的指数，其形式为（）。如果是负指数，则应将负号“-”放在相应指数的上方。例如，求截距为1，∝，∝晶面的指数时，取三个截距值的倒数为1，0，0，加圆括弧成为（100），即为所求晶面的指数。再如，要画出晶面（221），则取三指数的倒数1/2，1/2，1，即为该晶面在X，Y，Z三个坐标轴上的截距。

2、晶向指数

晶向指数的确定步骤为：①建立坐标系（方法同上），过原点作所求晶向的平行线。②求该平行线上任一点的三个坐标值并按比例化为最小整数，加一方括弧即为所求晶向的指数，其形式为[uvw]。例如，过原点某晶向上一点的坐标为1，1.5，2，将这三个坐标值化为最小整数并加方括弧，所得的[234]即为该晶向的指数。又如，要画出[110]晶向，需要找出（1，1，0）坐标点，连接原点与该坐标点的直线即为所求晶向。

与晶面指数类似，[uvw] 代表的是一组互相平行、方向一致的晶向。那些原子排列完全相同，只是空间位向不同的各组晶向称为晶向族，用<uvw>表示。立方晶系常见的晶向为<100>、<110>和<111>，如图2-6(b)所示。

值得指出的是，在立方晶系中，指数相同的晶面和晶向是互相垂直的。