结晶学与矿物学课件 3结晶学与矿物学第四五章

结晶学与矿物学第一章晶体的基本性质1、空间格子的概念：用以表示晶体内部质点排列的规律性。

是从实际晶体构造中抽象出来的一种由相当点排列而成的几何图形。

2、相当点：为晶体构造中的一系列几何点，这些点周围的环境是完全相同的，即各相当点在相同的方向上隔相同的距离，有相同的质点分布。

3、空间格子的要素：结点、行列，面网，平行六面体空间格子最小单位：平行六面体4、晶面发育规律：（1）.科塞尔原理：晶面是平行地向外推移的（2）.布拉维法则：晶体为面网密度大的晶面所包围解释：生长速度大的晶面逐渐缩小、消失；速度小的扩大，保留。

（3）.面角恒等定律：成分和构造相同的所有晶体，其对应晶面间的夹角恒等，称为面角恒等定律第二章晶体的对称1、晶体对称的概念：物体的相同部分有规律的重复2、晶体对称的本质：格子构造3、对称要素：在进行对称操作时所用的几何要素（1）.对称面:把晶体平分为互为镜像的两个相等的部分(不能多于9个) （2）.对称轴:晶体中没有五次对称轴及高于六次的对称轴轴次高于二次的对称轴，称为高次轴（3）.对称中心（4）.旋转反伸轴4、对称操作：使物体或图形的相同部分重复出现的操作5、对称型：一个结晶多面体中全部对称要素的总和经数学推导，可能的对称型只有32种第三章单形和聚形1、单形：由对称要素联系起来的一组晶面的总和推导，32种对称型共可导出146种结晶单形，只有47种几何单形2、聚形：由两个或两个以上的单形聚合而成的晶形3、单形相聚的根本原则是要符合对称规律。

只有属于同一对称型的单形才能相聚，即只有属于同一对称型的单形才能在同一晶体上出现第四章晶体定向和晶面符号1、晶轴之间的夹角称为轴角。

Y和z轴正端的夹角称α；z和x轴正端的夹角称β；x和y轴正端的夹角称γ。

晶轴x、y、z的轴单位分别为a、b、c。

轴单位的比值a：b：c称为轴率。

轴角α、β、γ和轴率a：b：c称为晶体常数。

2、晶面符号：晶面在三晶轴上截距系数的倒数比就是表示该晶面空间方位的米氏符号（晶面与某一晶轴平行时，在该晶轴上的指数为0）3、单形符号:代表面的晶面指数用｛｝括起来，代表一种单形4、晶带：彼此相交成平行晶棱的一组晶面5、晶带轴：通过晶体中心，且平行晶带上晶棱方向的直线6、表示晶带的空间方位的符号称为晶带符号7、晶棱符号第五章晶体的规则连生1、平行连生：同种晶体，彼此平行地连生在一起，其对应的晶面和晶棱相互平行2、双晶：两个或两个以上的同种晶体的规则连生，其中一个晶体是另一个晶体的镜像反映，或者其中一个晶体旋转180°后与另一个晶体重合或平行3、双晶要素：使双晶相邻的两个个体重合或彼此平行而进行操作所借助的辅助平面或直线。

《结晶学与矿物学》课程教学大纲课程编号: 2712430/2712311 适用专业: 地质学、资源勘查工程专业计划学时: 90学时计划学分: 5.0学分一、本课程的性质和任务结晶矿物学是地质学和资源勘查工程专业的重要专业基础课。

它是在普通地质学、数学、化学和物理学基础上进行教学的。

它是学习岩石学、矿物学、地球化学、岩组学、找矿勘探方法以及材料学的前提，没有牢固的矿物学基础，这些课程很难学好。

同时，矿物学作为研究地球及其它星球物质成分的基础科学之一，其本身也具有直接为地质找矿服务的性质。

通过本课程学习，应使学生掌握结晶学和矿物学的基本理论和基础知识，学会用肉眼鉴定矿物的基本方法和技能，了解各类矿物的一般通性，学习70～80个矿物种(其中要求重点掌握30～40种）。

本课程总学时为90学时，其中理论教学为40学时，实习课为50学时。

二、本课程的基本要求1．对能力培养的要求结晶矿物学是一门与实践有密切联系的课程。

它不仅要求学生掌握基本的理论基础，而且还要求学生有一套扎实的鉴定矿物的本领，要求掌握常见矿物的结晶学特征和矿物学特征。

要能用肉眼和借助简单手段对矿物进行鉴定。

2．本课程的重点和难点重点：矿物的对称要素分析和聚形分析，矿物晶体定向与晶面符号，对称型的国际符号，晶体的规则连生，矿物的内部成分、结构与矿物宏观形态、物理性质的关系，矿物的形成、稳定、演化规律，矿物的晶体化学分类体系以及各大类/类/族矿物的共同性质及其各大类/类/族矿物之间的对比。

难点：对于结晶学来说主要是晶体对称要素的分析，聚形分析，晶体定向，对称形的国际符号等；对于矿物学来说主要是熟练掌握肉眼观察矿物形态、物理性质的技巧，熟练掌握划分光泽、解理等物理性质特征的等级。

3．先修课程的基本要求在选修本课程之前必须先行学完《地球科学概论》、《数学》、《化学》、《普通物理》等课程。

三、课程内容1．教学基本内容第一章绪论第二章晶体及其基本性质第三章晶体的生长第四章晶体的宏观对称第五章单形和聚形第六章晶体定向与晶面符号第七章对称型的国际符号，晶体的规则连生第八章矿物的化学成分和内部构造第九章矿物形态、物理性质以及形成矿物的地质作用第十章矿物各论（1）自然元素、硫化物及其它类似化合物（2）氧化物和氢氧化物（3）硅酸盐总论及岛状硅酸盐（4）链状硅酸盐（5）层状硅酸盐（6）架状硅酸盐（7）碳酸盐、硫酸盐及其含氧盐类、卤化物2．课外作业3．实验课（1）晶体对称要素（2）利用对称要素组合定律寻找对称要素（3）单形认识（4）聚形分析（5）等轴晶系对称形的国际符号、晶体定向及单形符号（6）四方晶系对称形的国际符号、晶体定向及单形符号（7）三方、六方晶系对称形的国际符号、晶体定向及单形符号（8）低级晶族晶体对称形的国际符号、晶体定向及单形符号（9）晶体规则连生（10）不同晶系晶体对称型的国际符号、晶体定向以及单形符号（11）矿物形态及物理性质（12）自然元素、硫化物及其类似的化合物（13）自然元素、硫化物及其类似的化合物（14）氧化物及氢氧化物（15）岛状硅酸盐（16）岛状硅酸盐（17）链状硅酸盐（18）链状硅酸盐（19）层状硅酸盐（20）层状硅酸盐（21）架状硅酸盐（22）碳酸盐（23）硫酸盐（24）其它含氧盐（25）未知矿物鉴定4、集中实习安排四、使用大纲说明2．教学方法提示本课程采用课堂讲授、课堂讨论、课堂实习及课外作业相结合，采用启发式教学，注意培养学生独立观察问题、思考问题和解决问题的能力。

结晶学与矿物学
结晶学和矿物学是密切相关的学科领域。

结晶学研究晶体的组成、结构、形态、生长和物理性质等方面，而矿物学则关注于自然界中的矿物物质，研究其化学组成、物理性质、形态、分类和分布等方面。

结晶学和矿物学研究的对象有重叠之处，两个学科都涉及到晶体和矿物的形态、结构、物理性质等方面。

矿物学家可以利用结晶学的知识解释矿物在自然界中的形成和演化过程，而结晶学家也可以利用矿物学的数据深化对晶体结构的理解和研究。

在实践中，结晶学和矿物学常常结合起来进行研究，两个学科的相互影响和相互促进促进了晶体和矿物领域的不断发展。

结晶学课程简介：结晶学：以晶体为研究对象，主要研究晶体的对称规律。

研究的是晶体的共同规律，不涉及到具体的晶体种类。

第一章晶体晶体（远古年代的定义：自发形成规则形态的物体；现代的定义：内部结构具有周期重复性，即具有格子构造的物体。

）格子构造（晶体结构的周期重复规律，这种规律是可以用格子状的图形－空间格子表示的。

）空间格子（表示晶体结构周期重复规律的简单几何图形要画出空间格子，就一定要找出相当点。

）相当点（两个条件：1、性质相同，2、周围环境相同。

）导出空间格子的方法：首先在晶体结构中找出相当点，再将相当点按照一定的规律连接起来就形成了空间格子。

相当点（两个条件：1、性质相同，2、周围环境相同。

）空间格子的要素：★结点: 空间格子中的点,代表具体晶体结构中的相当点.★行列: 结点在直线上的排列.（引出: 结点间距）★面网: 结点在平面上的分布. （引出: 面网间距、面网密度）面网间距与面网密度的关系：面网AA’间距d1 面网间距依次减小,面网密度也是依次减小的.面网BB’间距d2 所以面网密度与面网间距成正比面网CC’间距d3面网DD’间距d4平行六面体（晶胞）: 结点在三维空间形成的最小单位 (引出: 晶胞参数：a, b, c; α,β,γ ,也称为轴长与轴角）我们以后将会看到，平行六面体的形状一共有7种，对应有7套晶胞参数的形式，也对应7个晶系。

由晶体的格子构造会导致晶体的基本性质。

晶体的基本性质：自限性: 晶体能够自发地生长成规则的几何多面体形态。

均一性:同一晶体的不同部分物理化学性质完全相同。

晶体是绝对均一性，非晶体是统计的、平均近似均一性。

异向性：同一晶体不同方向具有不同的物理性质。

例如： 蓝晶石的不同方向上硬度不同 对称性：同一晶体中，晶体形态相同的几个部分（或物理性质相同的几个部分）有规律地重复出现。

最小内能性：晶体与同种物质的非晶体相比，内能最小。

稳定性：晶体比非晶体稳定。

第二章 晶体的测量与投影一、面角守恒定律：实际晶体形态（歪晶）：偏离理想晶体形态。