Kapitel 10: 10.1Kristallographische Gruppen 10.2Raumgruppen (eine detaillierte Vorstellung kann und...
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Kapitel 10:
10.1 Kristallographische Gruppen10.2 Raumgruppen
(eine detaillierte Vorstellung kann und soll nicht Thema einer „Einführung in die Kristallographie“ sein)
10.3 Ebenengruppen10.4 Bandgruppen
Raumgruppen
Kristallographische HierarchienEs gibt:
7 Kristallsysteme14 Bravais-Gitter
32 Punktgruppen (Kristallklassen)mit 47 einfachen Kristallformen
230 Raumgruppen122 AS-Punktgruppen (58 AS + 32 graue+32
einfarb.)1651 AS-Schubnikov-Gruppen
(AS: Antisymmetrie)
SymmetriegruppenIm zweidimensionalen Fall gibt es:
4 Kristallsysteme (Parallelogramm, Rechteck, Quadrat, Rhombus)
5 Gitter10 Punktgruppen
17 ebene RaumgruppenIm vierdimensionalen Fall gibt es:
64 Bravais-Gitter 227 Punktgruppen 4783 Raumgruppen
Raumgruppen
Die Gesamtheit aller Symmetrieoperationen in einem Gitter (oder einer Kristallstruktur) nennt man Raumgruppe.
Eine Raumgruppe ist eine Gruppe von Symmetrieoperationen unter Einschluß der Gittertranslationen.
Raumgruppensymbol: Bravais-Gitterzentrierung + erzeugende Symmetrieelementez.B. I 41/amd
Definition
RaumgruppenEigenschaften:
Zähligkeitallgemeine Punktlage, spezielle Punktlageasymmetrische Einheit
Ableitung der zugehörigen Punktgruppe aus dem SymbolIm zweidimensionalen Fall:
Ebenengruppen Bandgruppe
Die detaillierte Behandlung der Raumgruppen kann nicht Gegenstand dieser einführenden Lehrveranstaltung sein. Als zweidimensionales Analogon werden die 17 Ebenengruppen kurz vorgestellt.
EbenengruppenIm zweidimensionalen Fall gibt es:
4 Kristallsysteme mit : - Parallelogramm (engl.: oblique)- Rechteck (rectangular)- Quadrat (square)- Rhombus (triequiangular, hexagonal)als Elementarmasche
5 Gitter:- 4 primitive + zentriertes Rechteckgitter
10 Punktgruppen17 ebene Raumgruppen
Zahlreiche Beispielgraphiken sind dem „Escher Web Sketch“ entnommen(Autoren: Wes Hardaker und Gervais Chapuis, Univ. Lausanne,
www-sphys.unil.ch\escher)
EbenengruppenParallelogramm
p 1
Ebenengruppen Parallelogramm
p 2
Ebenengruppen
1
p 1
2
p 2
Parallelogramm
Punktgruppe
Ebene Raumgruppe
EbenengruppenRechteck
p m
EbenengruppenRechteck
p g
Asymm.Einheit
EbenengruppenRechteck
c m
EbenengruppenRechteck
p 2mm
EbenengruppenRechteck
c 2mm
EbenengruppenRechteck
p 2mg
4 Elementar-maschen
Koordinaten äquivalenter Punktlagen:4 1 x,y -x,-y ½+x,-y ½-x,y5 m ¼,y ¾,-y2 2 0, ½ ½, ½2 2 0,0 ½, 0
Zähligkeit spezielle Lage Koordinaten
EbenengruppenRechteckgruppen
mp 1m1
mp 1g1
mc 1m1
2mmp 2mm
2mmp 2gg
2mmp 2mg
2mmc 2mm
EbenengruppenQuadrat
p 4
EbenengruppenQuadrat
p 4mm
EbenengruppenQuadrat
p 4gm
EbenengruppenSquare
4p 4
4mmp 4mm
4mmp 4gm
EbenengruppenRhombus(hexagonal,triequiangular)
p 3
AE
EbenengruppenRhombus
p 3m1
EbenengruppenRhombus
p 31m
Ebenengruppen Rhombus
p 6
EbenengruppenRhombus
p 6mm
+
EbenengruppenHexagonal
3p 3
3mp 3m1
3mp 31m
6p 6
6mmp 6mm
+
RaumgruppenAuflistung aller Raumgruppen in den Internationalen Tabellen
Beispiel: I 41/amd
Bandgruppen
Bandgruppen
Übung 10• Nennen Sie Kristallsystem, Bravais-Gitter, Kristallklasse und
Zähligkeit der allgemeinen Punktlage zu folgenden Raumgruppen:
• C 2/c• Fddd• I 422• A bm2• P 312• R 3c• P 63cm• F d-3c
• Analysieren Sie Tapetenmuster, Ornamente, Modedrucke und Fliesenmuster hinsichtlich ihrer Zugehörigkeit zu einer der 17 Ebenengruppen !