《结晶学与矿物学》(二)教案

第一章绪论一．晶体和非晶体 crystal and noncrystal晶体：具有格子构造的固体。

如SiO2:石英——晶体玻璃——非晶体二．空间格子 Space lattice晶格结点重复规律，抽象→ 几何图形—空间格子—相当点组成相当点条件：（1）性质相同，质点，空间任意一点（2）环境方位性同空间格子要素：1.结点lattice point, node——相当点，不一定是质点，只有几何意义。

2.行列row，行列间距row-spacing3.面网net网面密度4.平行六面体 parallelepiped空间格子最小重复单位。

实际晶体相应的是晶胞（形状，大小）三．晶体的基本性质 The ultimate properties of crystal （第一章和第二章共2学时）重点：晶体概念，空间格子，晶体的基本性质难点：空间格子←多媒体晶体非晶体←多媒体动态演示格子构造多媒体格子←多媒体NaCl, FeS21. 自限性 property ofself-confinement2. 均一性 homogeneity3. 各向异性 anisotropy4. 对称性 symmetry5. 最小内能 minimum internalenergy6.稳定性 stability第二章 晶体的形成 crystal formation一．晶体形成的方式the way of crystal formation 二．晶核的形成三，晶体的生长 crystal growth介绍两种主要理论。

1． 层生长理论layer growth2． 螺旋生长理论 BCF Buston-Cabresa-Frank三．晶面发育 growth of crystal face三个主要理论。

1.布拉维法则 law of Bravais实际晶体的晶面常常平行网面结点密度最大的面网。

← 多媒体 演示晶体形态,解理重点：晶体生长和晶面发育几个理论的主要含义。

839结晶学与矿物学摘要：一、引言二、结晶学与矿物学的定义及关系三、结晶学与矿物学的研究方法四、结晶学与矿物学的重要应用五、结论正文：【引言】结晶学与矿物学是地球科学领域中的重要学科，它们相互交叉、相互依存。

结晶学主要研究晶体结构、生长和变化等方面的规律，而矿物学则主要研究矿物的性质、结构和成因。

这两者之间的关系非常密切，结晶学的研究成果为矿物学提供了理论基础，矿物学的研究成果又为结晶学提供了实践应用的场所。

【结晶学与矿物学的定义及关系】结晶学是一门研究固体物质的微观结构、生长和变化规律的科学。

结晶学的研究对象包括晶体和非晶体，其中晶体具有长程有序的微观结构。

结晶学研究内容包括晶体结构、生长速率、相变等。

矿物学是一门研究自然界中矿物的性质、结构、成分、共生关系及其成因的科学。

矿物是具有固定化学成分和晶体结构的天然物质，自然界中有数以万计的矿物种类。

矿物学研究内容包括矿物的分类、命名、成分、结构和成因等。

结晶学和矿物学之间的关系非常密切。

结晶学为矿物学提供了晶体结构、生长和变化等方面的理论基础，矿物学的研究成果又为结晶学提供了实践应用的场所。

此外，结晶学和矿物学在研究方法上也有很多共同之处，如X射线衍射、电子显微镜等。

【结晶学与矿物学的研究方法】结晶学与矿物学的研究方法主要有以下几种：1.光学显微镜观察：利用光学显微镜观察矿物的形态、结构和成分，对矿物进行定性和定量分析。

2.X射线衍射：利用X射线衍射技术研究晶体结构，确定矿物的化学成分和晶体结构。

3.电子显微镜：利用电子显微镜观察矿物的微观结构，研究矿物的生长、相变等过程。

4.元素分析：通过化学分析和光谱分析等方法，研究矿物的成分和含量。

5.地质学方法：结合地质学原理和方法，研究矿物的成因、分布和共生关系。

【结晶学与矿物学的重要应用】结晶学与矿物学在国民经济和科学技术发展中具有非常重要的应用价值。

1.矿产资源开发：结晶学与矿物学的研究成果为矿产资源勘探、开发和利用提供了理论依据。

结晶学及矿物学讲稿第一章绪论第一节矿物及矿物学概述一.矿物及矿物学矿物：矿物是由天然产出且具有特定的（但一般是非固定的）化学成分和内部结晶构造的均匀固体。

通常由无机作用所形成。

例：石英、金刚石。

这一概念强调了以下几点：①它是天然产物，包括了宇宙矿物（月岩矿物、陨石矿物）。

②必为固体，例：长石、云母，自然汞（液态）除外。

③有特定的成分和结构，例：石英，SiO2。

④一般由无机作用所形成，例：长石、云母；部分为有机起源，例：石墨、方解石。

注意：煤和石油不是矿物。

矿物学：矿物学是以矿物为研究对象的一门地质基础学科。

它是研究地球物质成分的学科之一。

二.结晶学及矿物学的研究内容1.结晶学及其研究内容结晶学是研究晶体的一门科学，研究晶体的生长、形貌、内部结构及其物理性质等。

主要研究内容：①晶体生长学：研究晶体发生、成长的机理和晶体的人工合成。

②几何结晶学：研究晶体外形的几何规律。

③晶体结构和化学：研究晶体成分、结构及其关系。

④晶体物理：研究晶体物性及其产生机理。

2.矿物学研究内容①研究矿物的化学组成，例：金刚石。

②研究矿物的内部结构，例：金刚石。

③研究矿物的外表形态，例：金刚石。

④研究矿物的物理和化学性质，例：金刚石。

⑤研究矿物在地质作用过程中的形成及变化。

⑥研究矿物的应用。

3.矿物学的分支学科及其与其它学科的关系矿物学的分支学科：①成因矿物学、找矿矿物学②晶体化学③矿物物理学④应用矿物学矿物学与其它学科的关系矿物学是岩石学、矿床学的基础，是宇宙中元素存在和运动的一种基本形式（地球化学）。

此外，矿物学与地史古生物、构造地质学等均有一定的联系。

主要参考书：潘兆撸等《结晶学及矿物学》（上、下）1993。

罗古风《结晶学到论》1985。

陈武、季寿元《矿物学到论》1985。

第二节晶体、非晶质体及准晶体一. 晶体、非晶质体及准晶体的概念晶体：晶体是内部原子或离子在三维空间成周期性平移重复排列的固体。

或是具有格子构造的固体。

结晶矿物学课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握结晶矿物学的基本概念、原理和知识，能够识别和了解不同类型的矿物及其特性。

通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：•描述结晶矿物学的基本概念和研究对象。

•解释矿物的形成过程和分类。

•列举常见的矿物及其主要特征。

•理解矿物的物理和化学性质。

2.技能目标：•能够使用显微镜观察和描述矿物样本。

•能够进行矿物的物理和化学测试。

•能够分析和解释矿物测试结果。

•能够撰写简单的矿物研究报告。

3.情感态度价值观目标：•培养对自然界的兴趣和好奇心。

•培养对科学探究的积极态度。

•培养对矿物资源的保护和可持续利用的意识。

二、教学内容本课程的教学内容将根据课程目标进行选择和，确保内容的科学性和系统性。

教学大纲如下：1.结晶矿物学的基本概念和研究对象：介绍结晶矿物学的基本概念、研究对象和方法。

2.矿物的形成过程和分类：讲述矿物的形成过程，包括岩浆、沉积和变质作用，以及矿物的分类和命名。

3.常见矿物及其主要特征：介绍常见的矿物，包括氧化物、硫化物、卤化物等，并详细描述它们的主要特征。

4.矿物的物理和化学性质：讲述矿物的物理和化学性质，包括颜色、硬度、折射率等，并介绍测试方法。

5.矿物样本的观察和测试：进行矿物样本的观察和测试，包括显微镜观察和物理化学测试。

6.矿物报告的撰写：指导学生撰写简单的矿物研究报告，包括矿物的描述、测试结果和分析。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，将采用多种教学方法进行教学，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握结晶矿物学的基本概念和知识。

2.讨论法：通过小组讨论，促进学生之间的交流和思考，培养学生的批判性思维能力。

3.案例分析法：通过分析具体的矿物案例，让学生理解和应用矿物的特性和分类。

4.实验法：通过实验操作，让学生亲自观察和测试矿物样本，培养学生的实验技能和科学探究能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，将选择和准备适当的教学资源。

☆结晶学与矿物学实验教学大纲《结晶学与矿物学》实验教学大纲（资源勘察工程专业, 必修, 54学时，其中实验课20学时）一、教学思想矿物学是研究地球物质组成的重要分支学科，也是石油地质专业学生的重要的专业基础课。

它是在学生掌握了一定的普通地质学、数学、化学和物理学的基础上进行教学的。

同时它又是学习晶体光学、岩石学、矿床学和地球化学后续课程以及宝玉石鉴定和矿物材料应用的基础。

通过本课程的学习，使学生系统掌握矿物学的基本原理和基础知识，学会肉眼鉴定矿物的基本技能；了解各类矿物的一般通性和掌握几十种常见矿物的基本知识及鉴定特征；培养学生的地质科学思维能力，初步掌握矿物学在石油地质勘探和开发过程中的应用，为后续课程的顺利学习，以及解决生活和生产实践中的有关矿物学问题及其它地质问题奠定必要的基础。

因此，在教学过程中主要从以下几个方面入手1、采用多种教学手段，增强学生的空间想象能力，尤其在结晶学部分，采用多媒体教学，使学生充分理解晶体的对称及结晶学符号的含义。

2、抓主线，提纲挈领。

在矿物学部分，抓住矿物的物质成分、晶体结构、形态、物理性质及形成条件之间的相互制约这一主线，使学生理解物质组成和结构不同的矿物（不同大类）其形态、物性及成因产状各不相同；物质组成和结构相似的矿物（同一大类），其形态和物性也相近。

因此在矿物各论学习中，重点讲述每大类矿物的通性，让学生对比不同大类矿物之间的差异。

把学生从乏味的死记硬背中解脱出来，理解了自然也就记住了，也就可以做到举一反三，触类旁通。

3、重应用，培养学习兴趣。

从矿物的应用入手，分析矿物应用的实质，实施启发式和讨论式教学，激发学生的学习兴趣和创新意识，在应用中理解矿物学的基本概念和基本原理，事半功倍。

4、重技能，加强实习环节。

将形态和物性的描述全部放在实习课中，在实习过程中加深理解矿物的物质组成和晶体结构对矿物形态和物理性质的决定作用。

鼓励学生放下书本，先按照自己的观察描述矿物，然后对照课本，用规范的语言完成实习报告。

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。