晶体内部结构中全部
对称要素的集合称为 “空间群” 。具体地说是晶胞中全部对称要素的组合。
一切晶体结构中总共只能有230种不同的对称要素组合方式,即230个空间群。它是由俄国结晶学家费多洛夫和德国结晶学家薛弗利斯(Artur Moritz Schoenflies,1853-1928)于1890至1891年间各自独立地先后推导得出来的,故亦称为“230个
费多洛夫群”。
空间型和
对称型(
点群)体现了晶体内部结构的对称与晶体外形对称的统一。每个对称型有若干个空间群与之相适应。即外形上属于同一对称型的晶体,其内部结构可分属于若干空间群。
所谓点空间群,是由一个
平移群和一个点群
对称操作组合而成的,它的一般对称操作可以写成(R | t (αβγ)),其中R表示点群对称操作,t(αβγ)表示平移操作。具体分析表明,共有73种不同的点空间群。
理想的完整晶体应是无限大的,点阵单元在空间三个方向上的无限平移将给出整个点阵。或者说,无限的点阵在平移下保持不变。所以平移也是一种对称操作,它的对称要素不是一个轴,一个点,一个面,而是整个点阵。与平移有关的对称要素有三个:
应该注意,与点阵、螺旋轴、滑移面对应的对称操作,空间上的每一点都移动了,具有这种性质的操作称空间操作。因为空间操作直接与晶体微观结构的周期性相联系,故也称微观对称操作,其阶为。与空间操作相对应的对称操作要素只能存在于无限的结构中,而不能存在于有限的晶体中。
如果知道了
点群和点阵平移以外,还已知非晶格平移矢量,布拉维格子类型,则空间群就完全确定,列举出所有可能的α和的相容性组合,就可得到所有可能的空间群。空间群共有230种,其中73种为简单空间群,余下的157种为复杂空间群。
空间的国际群符号由两部分组成:前一部分是格子类型(
布拉维格子)[P,C(A、B),I,F];后一部分与
点群的国际符号基本相同,不同的是那三个特定方向上的对称要素取自晶胞中对应方向上对称程度最高的那种对称要素。