结晶学5

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” 。3）晶体的对称不仅体现在外形上，同时也体现在物理性质。

姓

名

专

业

班

级

学

籍

号

06 /07 学年第 2 学期《结晶学与矿物学》试卷 甲

使用班级：资源0641、0642、0643、0644班 闭卷

课程编号：0105132410

答题时间： 120 分钟

题号 一 二

三 四 五 六 七 八 九

十 总分

得分

共 8 页 第 1 页

一、填空题（每空0.5分，共20分）

1、晶体的对称不仅体现在 上，同时也体现在 上。

2、中级晶族中，L2与高次轴的关系为 垂直 。

3、下面的对称型对应晶系分别为：3L24L3为 等轴

晶系，L33L2为三方

晶系，L22P为 斜方 晶系，L66P为 六方 晶系。 4、正长石通常发育 卡斯巴 双晶，斜长石发育 聚片 双晶。 5、晶体中的晶格类型可以分为 、 、 和 等四种。 6、等大球体的最紧密堆积方式有 立方体最紧密堆积 和 六方体最紧密堆积 。 7、地壳中化学元素分布最多的8种元素为 ，因此地壳中 和 大类矿物分布最广。 8、白云石主要化学成分CaMg[CO3]2和镁方解石主要化学成分（Ca,Mg）[CO3]中的Ca2+和Mg2+间的关系分别为 、 。 9、 矿物中的水分为 吸附水 、 结晶水 和结构水 等三种基本类型，蛋白石（SiO2• nH2O）中的水为 结晶 水，水镁石（Mg(OH)2）中的水为 结构 水。 10、矿物的光泽根据矿物对可见光波的反光能力分为 、 、 四个等级。 11、矿物单体形态特征包括 与 两个方面。

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。

第一章 结晶学基础

内容提要：本章介绍了晶体化学基本原理，从离子半径、球体紧密堆积、配位数、离子极化和鲍林规则讨论了它们对研究晶体结构及性质的意义。

晶体的性质是由晶体的组成和结构决定的。在研究晶体结构时，晶体中质点间的几何关系和相互间的物理化学作用，对决定晶体结构有重要意义。

1、原子半径和离子半径

2、球体紧密堆积原理

把离子或原子看成具有一定大小的球体，以及根据晶体内能最小和有效半径的概念研究这些球体的相互堆积方式，即得出球体紧密堆积原理。当有n个球体紧密堆积时，则有2n个四面体空隙和n个八面体空隙。

3、配位数与配位多面体

在晶体结构中，离子或原子周围与它直接相邻的异号离子或原子的个数称为该离子或原子的配位数。由配位离子或原子的中心联线构成的多面体即为配位多面体。

4、离子的极化

5、鲍林规则

鲍林在研究了离子晶体结构的基础上，归纳出五条离子晶体结构形成的规则。其中最重要的三条如下：

（1）配位数规则：晶体结构中，阳离子周围形成一个阴离子配位多面体，阳离子的配位数取决于阳离子和阴离子半径之比。根据不同的配位数，从几何关系可以计算出阴阳离子半径比的上、下限范围。因而，可根据r+/r-值求得阳离子的配位数。

（2）静电价规则：在稳定的离子晶体结构中，所有相连接的阳离子到达一个

阴离子的静电建强度，等于阴离子的电荷数。设S为中心阳离子到达每一配位阴离子的静电建强度，Z为该阳离子的电荷数，n为阳离子配位数，则可得S=Z/n。又设W为阴离子电荷数，m为阴离子配位数，则静电价规则规定m·S=W。静电键规则是离子晶体中较严格的规则，它使晶体保持总的电性平衡。本规则还可用于求得阴离子的配位数。

（3）配位多面体连接方式规则：在离子晶体中，阴离子配位多面体以共棱，特别是共面的方式存在时，结构的稳定性下降。对于电价高，配位数小的阳离子，此规则的效应更为显著。硅酸盐结构中，硅氧四面体的连接方式即为一例。