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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” 。
结晶学与矿物学教案【篇一：《结晶学与矿物学》习题集1】一. 名词解释：晶体矿物解理、断口矿物的脆性与韧性结构水结核体条痕断口岛状硅酸盐矿物的脆性与韧性结晶习性晶体常数和晶胞参数对称型晶面符号类质同象：同质多象单形聚形二. 填空题：1. 晶体分类体系中，低级晶族包括晶系，中级晶族包括晶系，高级晶族包括晶系。
2. 六方晶系晶体常数特点是。
3．某晶体中的一个晶面在x，y，u（负端），z轴的截距系数分别为2、2、1、0，该晶面符号为，该晶面与z轴的位置关系为。
4．等轴晶系晶体定向时，选择晶轴的原则是。
5. 两个以上单形可以形成聚形，但是单形的聚合不是任意的，必须是属于的单形才能相聚。
6.晶体的基本性质有、。
7. 当配位数是6时，配位多面体的形状是8时，配位多面体的形状是。
8. 从布拉维法则可知，晶体常常被面网密度9和10．常见的特殊光泽有、、12．可作宝石的氧化物类矿物、。
13．硅酸盐类矿物的晶体结构可以看作是和，其他阳离子把这些联系在一起，形成一定的结构型。
14．普通辉石和普通角闪石的主要区别是，、、。
15．橄榄石的晶体化学式为16．用简易刻划法测定矿物硬度时，指甲硬度为；小刀的硬度为度为。
17.红柱石的集合体形态常为。
18．一般来说，矿物的光泽分、、。
19．可作宝石的硅酸盐类矿物有、20．黄铜矿和黄铁矿的主要区别是。
21．刚玉和水晶的晶体化学式分别为、22．石英和方解石的主要区别是、、23.方铅矿发育24．类矿物滴加盐酸后会有起泡现象发生。
三. 选择题：1．玛瑙属于（）a 结晶体b 钟乳状体c 分泌体d 结核体2．电气石属于（）a硫化物b 氧化物c 环状硅酸盐d 链状硅酸盐a结构水b 层间水c 结晶水 d 吸附水4．下列形态用于描述显晶质集合体的是（）a钟乳状b 分泌体c 柱状d 鲕状或豆状5．下列矿物硬度小于小刀的是（）a水晶 b方解石 c 橄榄石 d黄玉6.蓝晶石的二硬性反映晶体的（）a.均一性b.可变性c.异向性c.自限性7.刚玉的化学式是（）8.下列哪些矿物在紫外光照射下发荧光（）a.方铅矿b.白钨矿c.石榴子石d.橄榄石9石榴子石单体形态属于( )a.柱状b.针状c.粒状d.粒状集合体10.绿柱石属于（）a.环状硅酸盐矿物b.链状硅酸盐矿物c.层状硅酸盐矿物d.架状硅酸盐矿物11.斜方四面体可能出现在（）a.四方晶系b.等轴晶系c.斜方晶系d.三方晶系12．lpc晶类中（001）晶面与z轴一定是（）a. 斜交的b. 平行的c. 垂直的d. 不确定13. 能够和八面体形成聚形的单形是（）a．立方体 b.四方柱c. 斜方柱 d. 平行双面14. 斜方柱可以出现的对称型是（） 2a. lpcb. l 3l 3 pcc. l4l5pcd. 3l 4l3 pc15. 下列单形中，属于开形的是（）a．六方柱 b. 菱形十二面体 c. 斜方双锥 d. 菱面体16．对称型 lpc和l2p的晶体在晶体定向时 l分别代表（）a. 全是z轴b. z轴和y轴c. y轴和z轴d. x轴和y轴17. 下列物质属于晶体的是（）a. 玻璃b.石英c.松香d. 琥珀18. 对称型3l24l33pc属于（）a.斜方晶系b.三方晶系c.单斜晶系d.等轴晶系19. 八面体晶形中，某晶面与三个轴均相交，且指数全为正数，该晶面的晶面符号是 ( )a．{101} b．（110） c．（111） d．{210}20. 根据结晶多面体中可能存在的外部对称要素及其组合规律，晶体中可能出现的对称型有：( )a．47种b．132种 c．32 种d．230种四. 简答题1. 简述双晶形成的可能方式。
第一章习题1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?准晶体是一种什么物态?答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。
晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。
而非晶体不具有格子构造。
晶体具有远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。
准晶态也不具有格子构造，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。
因此，这种物态介于晶体和非晶体之间。
2.在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗?为什么?答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。
因为相当点是满足以下两个条件的点：a.点的内容相同；b.点的周围环境相同。
同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满足第二个条件。
因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。
3.从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。
答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定的。
现分别叙述：a.自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。
晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。
从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。
b.均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。
c.异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。
因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。
d.对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。
e.最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的结果。
无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。
因此，在相同的温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。
f.稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。
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。
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。
它形：当晶体在结晶过程中，受到周围众多晶体的干扰，使晶体表面不规则。
特殊形态的晶体：歪晶：由于生长环境的不均匀性等造成的，晶体偏离理想的晶形，它表现为同一单形中的各晶面的大小发育不等，甚至部分晶面缺失的现象。
骸晶：沿着角顶或晶棱方向特别发肓，晶面中心相对凹陷而表现为某种骨架状形态的晶体。
骸晶不再保持凸几何多面体的外形，一般呈漏斗状、树枝状等形态。
树枝状的骸晶专称为树枝晶(dendrite)。
晶体从过冷却或过饱和程度较大的熔体或溶液蒸发中快速结晶时，经常形成骸晶。
由于在晶体的角顶及晶棱部位接受质点堆积的机会远较晶面中心为大，使得晶体沿角顶或晶棱方向成长得特别快，从而形成骸晶。
漏斗状的石盐骸晶金的树枝状晶凸晶(Convex crystal):各晶面中心均相对凸起而呈曲面，晶棱则弯曲而呈弧线的晶体。
所有凸晶在不同程度上都表现为由几何多面体趋向于球体的过渡形态，它们不再保持面平棱直的特征。
凸晶本质上是一种溶解形态，是由于晶体在形成后又遭受溶解所致。
晶体在溶解时，角顶和晶棱的溶解速度较晶面中心要快，使晶形向球形方向演变，从而即形成凸晶。
如天然金刚石常表现为凸晶。
金刚石的菱形十二面体凸晶金刚石晶体形态金刚石晶体形态金刚石晶体形态弯晶指整体呈弯曲形态的晶体。
弯晶有时可带有一定程度的扭曲。
弯晶的成因有两种：一种是原生的，最常见的是白云石、菱铁矿的马鞍状的弯曲晶体（图）。
另一种是次生成因的弯晶，即晶体形成后因受应力的作用而变形的结果。
图白云石菱面体的马鞍状弯曲晶体二、平行连生同种晶体不同单体之间所有的结晶方向(包括各个对应的结晶轴、对称要素、晶面及晶棱的方向)都一一对应、相互平行而组成的连生体。
卤钠石(sulphohalite)的平行连生体l不同单体之间所有的结晶方向(包括各个对应的结晶轴、对称要素、晶面及晶棱的方向)都一一对应、相互平行。
l各单体间的格子构造是平行、连续的(从这个意义上说它们实际上是外形上象多晶萤石立方体晶体的平行连生体的单晶体)。
三、双晶（孪晶）和双晶要素1．双晶的概念–定义：由两个互不平行的同种单体，彼此间按一定的对称关系相互取向而组成的规则连生晶体。
–特点：各单体间的格子构造是不连续的（相邻两个个体的相应的面、棱、角并非完全平行，但它们可以借助对称操作——反映、旋转或反伸，使两个个体彼此重合或平行）。
氯铜银铅矿(Boleite)双晶2. 双晶要素Ø要想使得双晶相邻的两个单体彼此重合或者平行，需要进行一定的操作，这些操作所凭借的几何元素（点、线、面等），就是所谓的双晶要素。
Ø双晶中相邻单体之间存在的双晶要素包括双晶面、双晶轴、双晶中心，结合面。
Ø注意双晶要素与对称要素之间的区别，双晶要素是存在于两个单体之间的，而对称要素是存在于一个单体内部的。
双晶要素决不可能平行单体中的相类似的对称要素！（即双晶面不能平行对称面，双晶轴不能平行偶次轴）(1)双晶面(twinning-plane)双晶面为一假想的平面，通过它的反映变换后，可使构成双晶的两个单体重合或达到彼此平行一致的方位。
双晶面不可能是单体上的对称面，因为双晶单体之间的格子不连续。
实际双晶中，双晶面平行于单体的实际晶面（或可能晶面），所以双晶面可以用晶面符号来表示。
(2)双晶轴双晶轴为一假想的直线，双晶中一单体围绕它旋转180°后，可与另一单体重合或达到彼此平行一致的方位。
实际双晶中双晶轴常与结晶轴或奇次对称轴的方向一致，并与晶体的一个实际的或可能的晶面垂直，因此，常用与它垂直的晶面的晶面符号来表示。
例1例2石膏燕尾双晶卡斯巴双晶l 为一假想的几何点，通过它的反伸变换后，构成双晶的两个单体可相互重合或达到彼此平等一致的方位。
(3)双晶中心注：双晶中心在实际的双晶分析中很少用到。
l 双晶中心只有在没有对称中心的晶体中出现。
l 双晶的单体存在对称中心时，双晶轴和双晶面同时存在且互相垂直。
l 存在多个双晶轴和双晶面时，描述时只采用其中的一种。
双晶要素决不可能平行单体中的相类似的对称要素！（即双晶面不能平行对称面，双晶轴不能平行偶次轴）为什么？指双晶中相邻单体间彼此结合的实际界面，是属于两个个体的共同面网，其两侧的单体晶格互不平行连续，两者的取向亦不一致。
双晶结合面不是双晶要素，只是描述双晶中两单体之间的界面，可以是平面，也可以是有规律的折面。
尖晶石双晶: 萤石双晶: 石英道芬双晶:接合面平直接合面不规则接合面不规则曲线状例1 例2 例3（4）双晶接合面文石Aragonite •双晶面/接合面•两侧格子不连续石膏gypsum双晶面P双晶轴3. 双晶律的概念和命名双晶结合的规律称为双晶律。
双晶律可用双晶要素及其方向来表征，并可命名。
u以双晶的特征矿物命名：尖晶石律、云母律、钠长石律等。
u以双晶初次发现的地点命名：长石双晶的卡斯巴律，石英双晶的道芬律等。
u以双晶的形态命名：石膏的燕尾双晶、锡石的膝状双晶、方解石的蝴蝶双晶等。
u以双晶面或接合面命名：正长石的底面双晶、方解石的负菱面双晶等u也可根据双晶轴与接合面的关系来划分双晶律，当双晶轴垂直于接合面时，称面律双晶；当双晶轴平行接合面同时还平行于某一晶轴时，称轴律双晶；双晶轴平行接合面同时垂直于某一晶轴时，称混合律双晶。
卡斯巴律：钠长石律：双晶轴∥[001] （只针对长石）. 双晶轴⊥（010）（只针对长石）；4. 双晶类型(1)接触双晶：a. 简单接触双晶b. 聚片双晶c. 环状双晶简单接触双晶聚片双晶环状双晶（2）复合双晶多个单体以不同的双晶律形成，这些不同的双晶律（或双晶要素）会发生复合，就像对称要素要发生组合一样。
上图为斜长石的卡－钠复合双晶，其中单体1－单体2、单体3－单体4为钠长石律，单体2－单体3、单体1－单体4为卡斯巴律，单体1－单体3、单体2－单体4为复合律。
(3)贯穿双晶：两个单体贯穿形成多个单体以相同的双晶律贯穿形成多个单体以不同的双晶律贯穿形成。
（十字石）5. 双晶的成因(1)生长双晶——原生双晶晶体生长初期两个小晶芽以双晶的方位接合在一起，然后长大形成双晶。
小晶芽以双晶的方位接合，比任意方位接合能量低，易稳定。
为什么?因为是共同的晶界，界面能要低一些。
氯铜银铅矿(Boleite)双晶（1）生长双晶斜长石(Plagioclase) 聚片双晶例如: β-石英因温度下降转变为α-石英时形成双晶(2)转变双晶—次生双晶晶体形成后，因外界条件要发生相变，结构的变化导致双晶形成。
(3)机械双晶——次生双晶在外界应力作用下晶体结构发生滑移形成双晶。
例如：方解石的聚片双晶.3) 机械双晶斜长石(Plagioclase)由原子面产生机械滑移而产生双晶过程的示意图6. 双晶的识别(1) 凹入角：单晶为凸多面体，而多数双晶有凹角。
但要注意的是平行连生也有凹角，应予区别。
6. 双晶的识别(2) 假对称：单晶与双晶的对称不同。
如图外形上就好像是一个单晶体。
α-石英（３２点群）中以c 轴为双晶轴的道芬律贯穿双晶。
在α-石英的单晶体上，s 面—三方双锥｛１１２１｝或｛２１１１｝及x 面—三方偏方面体｛５１６１｝或｛６１５１｝的晶面均绕c 轴（L ３）每转１２０°重复一次而成三次对称分布。
但在图中双晶上，上述两种单形的晶面均绕c 轴每转６０°就重复一次而成六次对称分布，表现为６２２点群的假对称，即原L ３变为L ６，原晶体在垂直柱面上并无L ２，但在双晶却产生了垂直柱面的L ２。
这就表明该α-石英晶体实际上不是单晶而是双晶。
－－－－－－α-石英道芬双晶表现出来的六次假对称(3) 双晶缝合线：双晶的结合面在晶体表面(包括晶面、解理面、断口)表现为“缝合线”，缝合线可以是直线、折线或曲线，缝合线的两侧因为是属于两个个体，所以晶面性质有差异，如晶面条纹不连续，明暗也可有有所不同等。
斜长石晶体上钠长石律聚片双晶纹α-石英道芬双晶(4) 蚀象:可以显示双晶的存在。
石英柱面上的双晶缝合线及两边的蚀像坑(5) 正交偏光显微镜下观察干涉色。
如单晶体则出现整体的均匀四次消光现象(非均质体)，双晶则两个个体具有不同的消光位，出现不同步消光。
7. 矿物中双晶的分布。
