第四章 晶体的理想形态
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名词解释1.聚形:由两个以上的单形聚合,并共同圈闭的空间外形形成聚形,只有属于同一对成型的单形才能相聚。
2.型变现象:在化学式属于同一类型的化合物中,随着化学成分的规律变化而引起晶体结构形式的明显而有规律的变化的现象。
3.矿物的世代:是指一个矿床中,同种矿物在形成时间上的先后关系。
它与一定的地质作用阶段相对应。
4.矿物种:指具有相同的化学组成和晶体结构的一种矿物。
5.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。
6.非晶质体:内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体。
外形上是一种无规则形状的固体,也称之为无定形体。
7.准晶态:不具有格子构造,即内部质点也没有平移周期,但其内部质点排列具有远程规律。
这种物态介于晶体和非晶体之间。
8.显晶质:结晶颗粒能用一般放大镜分清者;无法分辨者称为隐晶质。
9.等同点:晶体结构中物质环境和几何环境完全相同的点。
10.空间格子:等同点在三维空间作格子状排列。
11.结点:空间格子中的点,它们代表晶体结构中的等同点。
12.晶体的基本性质:①自限性:晶体能自发地形成封闭的凸几何多面体外形的特性。
②均一性:晶体内部任意两个部分的化学组成和物理性质是等同的。
③各向异向性:晶体的几何量度和物理性质与其方向性有关。
④对称性:晶体中相同部分或性质,能够在不同的方向或位置上有规律重复出现的特性。
⑤内能最小。
⑥结构最稳定。
13.层生长理论:晶体在理想情况下生长时,先长一条行列,然后长相邻的行列;在长满一层面网后,再开始长第二层面网;晶面是平行向外推移而生长的。
14.布拉维法则:实际晶体的晶面常常平行于结点密度最大的面网。
(面网密度小的面,其面网间距也小,从而相邻面网间的引力就大,将优先生长。
反之,面网密度大的面,成长就慢。
生长速度快的晶面,在晶体的生长过程中,将会缩小而最终消失,实际上保留下来的晶面将是面网密度大的晶面。
)15.面角恒等定律:成分和结构均相同的所有晶体,不论它们的形状和大小如何,一个晶体上的晶面夹角与另一些晶体上的相对应的晶面夹角恒等。
第三章晶体的理想形状—单形和聚形[内容介绍]本章介绍晶体在理想条件下,形成的两种形态——单形和聚形。
包括单形的种类和它们在各晶簇晶系中的分布,各单形的形状特征,聚形的概念及聚形分析。
[学习目的]认识47种几何单形,了解它们的分布;掌握聚形的特点和分析方法。
在上一章中,根据晶体的32种对称型,将晶体进行了合理的分类。
但是,这种分类只反映了晶体上晶面、晶棱和晶顶作有规律性重复的对称特点,尚未涉及到晶体的具体外形特征。
因为对称型相同的晶体、外部形状可能完全不同。
例如,同属于3L44L36L29PC对称型的晶体,外形上就有图3-1A、B、C等三种以上不同的形状。
由于晶体的形状特征对鉴定矿物和研究矿物的形成环境都具有重要的意义,因此,很有必要对晶体的外形特征进行研究。
A B C A B图3-1同一种对称型的不同形态晶体图3-2单形(A)与聚形(B)A.立方体;B.八面体;C.菱形十二面体所谓晶体的理想形状,是指由面网性质相同、同等发育、同形等大的晶面组成的几何多面体。
可分为两种类型——单形与聚形。
由同种晶面所组成的晶形称为单形,如图3-2A;由两种以上的晶面所组成的晶形称为聚形,如图3-2B。
聚形是由两个以上的单形聚合而成的。
第一节单形一、单形的概念单形,是由对称要素所联系起来的一组晶面的总和。
就是说,在具有几何多面体的晶体上,各同形等大的晶面都能够由对称要素的操作而有规律地重复出现。
如图3-3中的单形——四方双锥,它是由八个同形等大的等腰三角形晶面组成,每个晶面皆可由其对称要素——L 4PC 与原始晶面(A)的操作而推导出来。
单形不但在外形上表现出各晶面同形等大,而且在物理性质与化学性质上也都是相同的。
但是这些特点只在理想晶体上能充分体现出来,在实际晶体上,由于生长时环境的影响,虽然物理与化学性质上的相同性仍保留下来,但几何多面体外形往往被歪曲,形成非理想形状的所谓歪晶。
二、单形的种类从单形的概念出发,一切可能存在的单形都可由32种对称型推导出来。
聚形:由两个以上的单形聚合,并共同圈闭的空间外形形成聚形,只有属于同一对成型的单形才能相聚。
型变现象:在化学式属于同一类型的化合物中,随着化学成分的规律变化而引起晶体结构形式的明显而有规律的变化的现象。
矿物的世代:是指一个矿床中,同种矿物在形成时间上的先后关系。
它与一定的地质作用阶段相对应。
矿物种:指具有相同的化学组成和晶体结构的一种矿物。
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。
非晶质体:内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体。
外形上是一种无规则形状的固体,也称之为无定形体。
准晶态:不具有格子构造,即内部质点也没有平移周期,但其内部质点排列具有远程规律。
这种物态介于晶体和非晶体之间。
显晶质:结晶颗粒能用一般放大镜分清者;无法分辨者称为隐晶质。
等同点:晶体结构中物质环境和几何环境完全相同的点。
空间格子:等同点在三维空间作格子状排列。
结点:空间格子中的点,它们代表晶体结构中的等同点。
晶体的基本性质:①自限性:晶体能自发地形成封闭的凸几何多面体外形的特性。
②均一性:晶体内部任意两个部分的化学组成和物理性质是等同的。
③各向异向性:晶体的几何量度和物理性质与其方向性有关。
④对称性:晶体中相同部分或性质,能够在不同的方向或位置上有规律重复出现的特性。
⑤内能最小。
⑥结构最稳定。
层生长理论:晶体在理想情况下生长时,先长一条行列,然后长相邻的行列;在长满一层面网后,再开始长第二层面网;晶面是平行向外推移而生长的。
布拉维法则:实际晶体的晶面常常平行于结点密度最大的面网。
(面网密度小的面,其面网间距也小,从而相邻面网间的引力就大,将优先生长。
反之,面网密度大的面,成长就慢。
生长速度快的晶面,在晶体的生长过程中,将会缩小而最终消失,实际上保留下来的晶面将是面网密度大的晶面。
)面角恒等定律:成分和结构均相同的所有晶体,不论它们的形状和大小如何,一个晶体上的晶面夹角与另一些晶体上的相对应的晶面夹角恒等。
结晶矿物学概念:此总结为概念整理,密堆积原理、推导过程以及各种单形、符号、点阵、对称型,空间群表格请查阅《晶体学基础》(秦善)晶体:晶体:具有格子构造的固体。
(晶体特征)点阵:将质点排列的周期性抽象成的只具有数学意义的周期性图形。
面网:质点的面状分布。
行列:分布在同一直线上的结点构成一个行列.。
结点间距:行列上两相邻结点的距离。
面网密度:单位面积内的结点数。
面网间距:任意两相邻面网的垂直距离。
点阵参数:表示平行六面体的大小和形状的节点间距a,b,c以及其间交角α,β,γ。
行列符号:表示一组互相平行、取向相同的行列: [uvw]。
晶体基本性质:均一性(任意区域物化性质相同);异向性(对不同取向表现出不同的物理性质与几何构造);对称性(某对称法则F控制下对称要素N1,N2…Nn有F(N1)=F(N2=…=F(Nn)));自范性(自发形成封闭集合体,满足欧拉定律);最小内能(相同热力学条件下与同种物质的非晶体,液体和气体相比内能最小且结构最稳定)。
准晶体:具有五次或六次以上对称轴,长程有序,但不体现周期重复,即无格子构造。
晶体的宏观对称:对称:物体相同部分间有规律的重复。
晶体对称:晶体是由在三维空间规则重复排列的原子或原子团组成的,通过平移,可使之重复;对称受格子构造限制;同时表现在外形和物理性质上。
对称操作:使相同部分重复的操作。
对称元素:对称操作中凭借的辅助几何要素。
对称心/面/轴,倒转轴,映转轴。
存在对称心——>晶面两两平行且相等;对称轴轴次:受格子构造限制,可为1、2、3、4、6。
对称元素的组合:也称点群、对称型。
晶体对称分类:晶族:依据高次轴(n>2)有无分及多少为高级(轴数>2)/中级(轴数=1)/低级(无高次轴)晶族。
晶系:依据轴次高低及轴数目划分。
晶类:同一点群的晶体。
晶体定向和晶体学符号:晶体定向:在晶体中设置符合晶体对称特征或与格子参数相一致的坐标系,并将晶体按相应的空间取向关系做好安置。