《结晶学》第6章晶体的规则连生
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结晶学一、晶体及其基本性质1.晶体、非晶体、准晶体的概念、举例晶体:内部质点在三维空间周期性的重复排列构成的固体物质.非晶体:不具备格子构造的物质为非晶体.准晶体:介于非晶态与结晶态之间的一种新物质.2.晶体的基本性质及概念的理解自限性(晶体多面体形态受格子构造制约,它服从于一定的结晶学规律)均一性(在同一晶体的各个不同部分,质点多的分布是一样的,所以晶体的各个部分的物理性质和化学性质也是相同的,取决于其格子构造)异向性(同一格子构造中,在不同方向上质点排列一般是不样的,因此,晶体的性质也随方向的不同而有所差异,即异向性)对称性(晶体在某些特定的方向上具有相同的性质,这种相同的性质在不同的方向或位置上有规律地重复,就是对称性)最小内能性、稳定性3、空间格子、相当点的概念及具体应用分析空间格子:表示晶体内部结构中质点周期性重复排列规律的几何图形。
相当点:1.点的内容(或种类)相同,2.点的周围环境相当。
相当点按照一定的规则连接起来,就形成了空间格子空间格子的几种要素:1.结点;又称格点,是空间格子中的点,他们代表结构中的相当点)2.行列;结点在直线上的排列即构成行列3.面网:结点在平面上的分布即构成面网4.平行四面体:即晶胞,晶胞的形状取决轴长(abc)和轴角(α,β,γ)4、晶胞:实际晶体结构中所划分出的最小重复单位称为晶胞二、晶体的测量及投影面网守恒定律:同种矿物的晶体,其对应晶面间角度守恒.晶面的投影:(一)极射赤平投影:投影的原理及过程:投影球、投影面(赤平面)、投影轴, 北极点与南极点(目测点)。
方位角(晶面法线所在平面与大圆的夹角)在基圆上度量,极距角(投影轴与晶面法线的夹角)则体现为投影点距圆心的距离三、晶体的对称分类体系晶体对称的特点:1)由于晶体内部都具有格子构造,通过平移,可使相同质点重复,因此,所有的晶体结构都是对称的。
2)晶体的对称受格子构造规律的限制,因此,晶体的对称是有限的,它遵循“晶体对称定律” 。
结晶学基础第一章绪论第二章晶体及其基本性质第三章晶体的发生与成长晶体的宏观对称第四章晶体的定向和晶面符号第五章晶体结构的几何理论第六章晶体化学第七章典型晶体结构第八章晶体缺陷第一章绪论一、结晶学(crystallography):是以晶体为研究对象的一门科学。
自然界中的绝大多数矿物都是晶体,要了解这些结晶的矿物,就必须了解和掌握结晶学特别是几何结晶学的基本知识。
如:冰、雪、土壤、金属、矿物、陶瓷、水泥、化学药品等晶体和非晶质体:人们常见的晶体有水晶、石盐、蔗糖等,在一般人的心目中就认为晶体就像水晶和石盐那样,具有规则的几何多面体形状。
晶体—具有格子构造的固体, 或内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体。
研究表明,数以千计的不同种类晶体尽管各种晶体的结构各不相同,但都具有格子状构造,这是一切晶体的共同属性。
与晶体结构相反,内部质点不作周期性的重复排列的固体,即称为非晶质体。
二、研究简史:★1000多年前,认识了石英和石盐具有规则的外形;★17世纪中叶前,以外形研究为主;★1912年,X射线晶体衍射实验成功,结晶学进入快速发展阶段;★19世纪中叶开始对晶体内部结构探索,逐渐发展成为一门独立的学科;★20世纪初, 内部结构的理论探索。
三、结晶学的研究意义:是矿物学的基础,是材料科学的基础,是生命科学的基础。
四、现代结晶学的几个分支:1、晶体生成学:研究天然及人工晶体的发生、成长和变化的过程与机理,以及控制和影响它们的因素。
2、几何结晶学:研究晶体外表几何多面体的形状及其规律性。
3、晶体结构学:研究晶体内部结构中质点排列的规律性,以及晶体结构的不完善性。
4、晶体化学:研究晶体的化学组成与晶体结构以及晶体的物理、化学性质之间关系的规律性。
5、晶体物理学:研究晶体的各项物理性质及其产生的机理。
思考题1、什么是矿物?2、什么是晶体?晶体和非晶体有何本质区别?3、现代结晶学有哪几个分支?第二章晶体及其基本性质晶体的定义:晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体;或者说是具有格子状构造的固体。
结晶学_西北大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.晶体结构中只可能出现____种不同形式的空间格子。
参考答案:142.14种空间格子中不存在参考答案:立方底心格子3.只考虑单形的形状,可以将____种结晶单形归纳为47种几何单形。
参考答案:1464.等大球最紧密堆积原理适合描述参考答案:离子晶格_金属晶格5.下列可以相聚的单形是参考答案:立方体与四面体_六方柱与菱面体6.晶体结构中,与任一对称要素平行的同种对称要素有无数个。
参考答案:正确7.空间群 Fd3m 表示参考答案:有滑移面_等轴晶系_格子类型为面心格子8.金红石空间群国际符号为P 4₂/m n m,可以看出参考答案:螺旋轴4₂⊥对称面m_Z轴方向//螺旋轴4₂_X+Y轴方向⊥对称面m_格子类型为原始格子9.等轴晶系的布拉维格子有:参考答案:面心格子_原始格子_体心格子10.如果在一个晶体上找到Li4,可能还会找到参考答案:L2_L3_P11.如果在晶体上找到一个L3,可能还会找到参考答案:3P_3L3_3L2_C12.3₁、4₁、6₁均为参考答案:右旋螺旋轴13.6₁螺旋轴的对称操作是参考答案:右旋60°,移距1/614.对称型3L23PC属于参考答案:低级晶族_斜方晶系15.对称型 L33L23PC 属于参考答案:中级晶族_三方晶系16.左形和右形的关系是旋转180°的关系。
参考答案:错误17.晶体对称的特点有哪些?参考答案:所有的晶体都是对称的_晶体的对称是有限的_晶体的对称不仅包含几何意义,也包含着物理意义18.对称型中对称面的数量不可能是参考答案:8个19.下列对称型中错误的是参考答案:L3PC20.47种几何单形中,有些几何形态是相同的。
参考答案:错误21.单斜晶系中,晶体常数特点为:参考答案:a≠b≠c, α=γ=90°, β>90°22.等轴晶系的单形都是参考答案:闭形23.4₁与4₂的关系为参考答案:旋转角相同,移距不同24.关于具有对称心的晶体,说法错误的是参考答案:平行晶面方向相同25.整数定律描述的是参考答案:晶面指数是简单整数26.晶体结构分析时,Z数指的是参考答案:单位晶胞中相当于化学式的"分子数"27.结晶单形三方柱可以出现在参考答案:六方晶系_三方晶系28.下列矿物之间能形成类质同像系列的是:参考答案:菱镁矿与菱铁矿_钾长石与钠长石29.每种对称型的一般形有参考答案:1种30.晶体的对称性是由晶体的格子构造所决定的。
第六章晶体的规则连生•平行连生•双晶和双晶要素•浮生和交生(衍生)晶体在生长过程中或生长以后, 会发生多个晶体之间的连生现象。
本章涉及的是有规则的连生现象, 即有一定的几何规则, 包括同种晶体连生与不同种晶体的连生。
不规则的连生叫多晶集合体, 不在本章范围内.一、晶体习性晶体习性(晶癖, Crystal habit):该晶体常出现的某种或几种一般形态。
包括两方面的含义:一是同种晶体所习见的单形;二是晶体在三维空间延伸的比例。
不同种类的晶体,或是在不同生长条件下形成的同种晶体,它们的晶体习性常有一定的差别;而在相同条件下生长的同种晶体,它们又总是具有相同或近似的晶体习性。
晶体习性明显地受到晶体对称性的制约,如等轴晶系的晶体应具有等轴状习性,如四方晶系则表现为c 轴方向延伸的柱状,或垂直c 方向延伸的扁平状外形。
NaCl晶体(m3m对称型)几乎总是具有立方体习性,其天然晶体从不出现三角三八面体和四角三八面体晶形,其余四种单形也都罕见。
晶体生长过程的外界环境因素对晶体的习性有重大影响: (1)、出现不同的单形。
NaCl晶体在不同的生长条件下,分别出现立方体和八面体两种不同的单形。
(2)、组成的单形不变,但它们晶面的相对大小发生了显著变化。
如方解石(CaCO3)晶体由六方柱{10-10}和菱面体{01-12}的相聚时,六方柱为主,菱面体为饰形,晶体呈柱状习性;菱面体为主,六方柱为饰形,晶体具扁平菱面体状习性。
(3)、同一单形中的各晶面明显地不等发育。
放射状(透闪石)纤维状(金红石)刀刃状(菱锰矿)针状(电气石)葡萄状软锰矿肾状孔雀石片状云母纤维状石棉粒状(石榴石)晶簇(石英)薄片状(钼铅矿)球状(萤石)按照晶体外表的晶面发育完好程度,可分为下列三种类型。
自形:当晶体在结晶过程中有足够的空间,不受相邻晶体的干扰。
形成几何多面体形态,使晶体完全被晶面包围。
半自形:指晶体部分被晶面包围,而另一部分因受先前形成的晶体所障碍.没有完好的晶面。
珠宝知识198:珠宝考研考证篇(十五):晶体的规则连生之双晶展开全文原创艾昊讲珠宝2019-02-17 12:00:00昨天我们讲到了晶体的平行连生,平行连生最大的特点就是一块晶体,看起来像是两个或者多个晶体组成的,但是实际上内部的质点排列却是连续的,所以本质上平行连生可以认同为一个晶体。
今天讲到的另外一种规则连生——双晶——内部的质点排列不是连续的,与平行连生有着非常本质的区别。
而双晶也是晶体中非常常见的一种现象,特殊的双晶还能够形成特殊的形态,得到很多矿物晶体收藏爱好者的青睐。
首先,了解下双晶的定义:双晶的定义:双晶是指由彼此间有着直接的结晶关系,并按一定的对称方式生长在一起的两个或更多的单体所形成的规则连生晶体。
要注意的是,《宝石学教程》中对双晶的定义与《系统宝石学》以及《结晶学与矿物学》有一定的差异,但是所描述的内容基本一样。
但是我更喜欢用《结晶学与矿物学》中的概念:双晶又称孪晶,是指两个或两个以上的同种晶体,其结晶学取向彼此呈现为一定对称关系的规则连生体结合两本书对双晶的定义,在这里需要强调一下几点:1、在谈到双晶的时候,往往指的是同一晶体,也就是说两个或两个以上的单体属于同一种物质,比如说水晶的双晶、钻石的双晶等等;2、多个单体之间有着一定的对称规律,说到对称,那就是相同部分有规律的重复,在双晶中所使用的操作依然晶体中的对称操作相同,包括反映、旋转和反伸,所借助的对称要素在双晶中称之为双晶要素,分别对应的是双晶面、双晶轴和双晶中心。
3、两个晶体的内部质点的排列并不连续,所以双晶与平行连身更有着非常本质的区别,不同的个体之间在双晶的结合部位,质点的排序与单晶体中质点的排序是不相同的,因此部分双晶可以区分出明显的双晶接合面。
二、双晶的种类:1、接触双晶:各单晶沿一个简单的平面(双晶面)相接处,当把其中的一部分沿双晶轴旋转180°后,两部分将构成一个单晶体的形态,或借助一个假象镜面反映,使两个个体重合或平行。