对称要素(symmetry elements, elements of symmetry):在研究对称时,为使物体或图形发生有规律重复而凭借的一些几何要素(点、线、面)称为对称要素。晶体外形上可能存在的对称要素有:对称面、对称中心、对称轴、旋转反伸轴和旋转反映轴。晶体的对称性是其基本性质之一,对称要素包括对称面、对称轴、倒转轴、映转轴、对称中心等。
基本介绍
对称要素在晶体学中是描述晶体对称性的基本几何概念。晶体的对称性指的是晶体中相同部分有规律的重复。为了实现这种重复,晶体结构中必须存在一些特定的几何要素,这些要素包括:
对称面(代表符号:P):一个通过晶体中心的假想平面,类似于一面镜子,将晶体平分为互为映像的两个相同部分。晶体可以没有对称面,也可以有一个或多个对称面。如果存在多个对称面,其数量应在代表符号P前以阿拉伯数字表示。
对称轴(代表符号:L):也称为旋转轴,是通过晶体中心的一条假想直线。晶体绕这条轴旋转一定角度后,可以使相同部分重复出现。对称轴的轴次表示每转一周相同部分重复的次数,通常用较小的阿拉伯数字写在大写字母L的右上角表示。例如,L4表示4次对称轴。对称轴的种类包括L2、L3、L4、L6,其中L1没有实际意义,因此实际上只有L2、L3、L4、L6四种。
倒转轴(代表符号:Li):一种复合对称要素,晶体绕通过中心的假想旋转轴旋转一定角度后,再通过晶体中心点的倒反(反演)实现相同部分的重复。倒转轴也有轴次,是对称轴和对称中心的结合。
旋转反映轴(代表符号:Ls):一种复合对称要素,由通过晶体中心的假想平面和与该平面垂直且通过中心的轴组合而成。晶体围绕该轴旋转一定角度后,再借助假想平面的反映才能让相同部分重复出现。旋转反映轴也有轴次,并且与倒转轴具有等效关系,例如Ls1等同于Li2,Ls2等同于Li1,依此类推。
对称中心(代表符号:c):晶体中心的一个假想点,通过该点的任意直线上两端等距处必然有对应相同部分,该点就是晶体的对称中心。
在晶体内部结构中,除上述对称要素外,还可能出现像移面和螺旋轴,并必定有平移轴存在。这些对称要素共同决定了晶体的对称性质,是晶体学研究的重要基础。