11-矿物的化学成分和分类(结晶学与矿物学)
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教学大纲一、课程的基本内容结晶学主要以晶体的对称——晶体定向与结晶学符号——单形和聚形为线索讲授晶体的对称理论,简介晶体内部结构对称和晶体化学的基本知识和基本理论。
矿物学主要讲授矿物的化学成分、结构、形态、物理性质和成因产状的基本概念和基本理论,以及按矿物的晶体化学分类体系介绍五十、六十种常见矿物的性质与成因。
二、课程的基本要求课程要求学生掌握有关晶体对称的基础理论,学会从晶体的宏观形态分析晶体的对称及晶体定向、单形名称及符号;掌握矿物成分、结构、形态、物性、成因的基础知识及其它们之间的相互联系,掌握五十、六十种常见矿物的鉴定特征及成因类型;了解一些矿物的主要用途。
三、教学安排本课程讲课与实习比例为1:1。
教学分两个单元进行。
第一单元结晶学(第一章~第十章)(40学时)第一章晶体及结晶学(讲课2学时)深入理解晶体的定义,掌握从晶体结构中画出空间格子的方法,理解空间格子要素及其性质。
了解晶质、非晶质和准晶态的区别。
理解晶体的基本性质。
第二章晶体的测量与投影(讲课2学时,实习2学时)理解面角守恒定律及其意义,了解晶体测量的方法。
学会使用接触测角仪。
理解极射赤平投影的空间过程,学会利用吴氏网进行晶体投影,能绘制主要对称型的对称要素和单形代表晶面的目估投影。
第三章晶体的宏观对称(讲课4学时,实习4学时)理解晶体对称的特点。
熟练掌握对称面、对称轴、对称中心和旋转反伸轴,理解对称定律及对称要素的组合定律,掌握常见的对称型,要求学生能熟练地在晶体模型上找出对称型,并能运用对称要素组合定律判断对称型对否。
熟练掌握晶体对称分类体系。
第四章晶体定向与结晶符号(讲课2学时,实习2学时)熟练掌握晶体定向的原则、各晶系晶体定向方法和晶体常数特点;要求学生能熟练地从晶体模型上确定对称型、晶系后进行晶体定向。
熟悉对称型的国际符号及其与对称型的一般符号(全面符号)的转换。
掌握晶面符号、晶棱符号的书写方法,理解整数定律的含义,了解晶带定律。
《结晶学与矿物学》课程笔记第一章:晶体及结晶学一、引言1. 晶体的定义- 晶体是一种固体物质,其内部原子、离子或分子在三维空间内按照一定的规律周期性重复排列,形成具有长程有序结构的物质。
- 晶体的特点是在宏观上表现出明确的几何外形和物理性质的各向异性。
2. 结晶学的定义- 结晶学是研究晶体的形态、结构、性质、生长和应用的科学。
- 它是固体物理学、化学和材料科学的一个重要分支。
3. 晶体与非晶体的区别- 晶体:具有规则的内部结构和外部几何形态,物理性质各向异性。
- 非晶体(如玻璃):内部结构无规则,没有长程有序,物理性质各向同性。
二、晶体的基本特征1. 几何外形- 晶体通常具有规则的几何外形,如立方体、六方柱、四方锥等。
- 几何外形是由晶体的内部结构决定的。
2. 晶面、晶棱和晶角- 晶面:晶体上平滑的平面,由晶体内部的原子平面构成。
- 晶棱:晶面的交线,由晶体内部的原子线构成。
- 晶角:晶棱之间的夹角,由晶体内部的原子角构成。
3. 晶面指数、晶棱指数和晶角指数- 晶面指数:用来表示晶面在晶体中的位置和方向的符号。
- 晶棱指数:用来表示晶棱在晶体中的位置和方向的符号。
- 晶角指数:用来表示晶角的大小和方向的符号。
4. 物理性质各向异性- 晶体的物理性质(如电导率、热导率、折射率等)随方向的不同而变化。
- 这是因为晶体内部原子的排列在不同方向上有所不同。
三、晶体的分类1. 天然晶体与人工晶体- 天然晶体:在自然界中形成的晶体,如矿物、岩石等。
- 人工晶体:通过人工方法在实验室或工业生产中制备的晶体。
2. 单晶体与多晶体- 单晶体:整个晶体内部原子排列规则一致,具有单一的晶格结构。
- 多晶体:由许多小晶体(晶粒)组成的晶体,晶粒之间排列无序。
3. 完整晶体与缺陷晶体- 完整晶体:内部结构完美,没有缺陷的晶体。
- 缺陷晶体:内部存在点缺陷、线缺陷、面缺陷等结构缺陷的晶体。
四、晶体的生长1. 晶体生长的基本过程- 成核:晶体生长的起始阶段,形成晶体的核。