结晶学
第一讲：绪论及晶体的形成
结晶学：是以晶体为研究对象，以晶体的生成和变化、晶体外部形态的几何性质、晶体的内部结构、化学组成和物理性质及其相互关系为研究内容的一门自然学科。
1) 晶体、格子构造、空间格子、相当点；它们之间的关系。
晶体：定义：晶体是具有格子构造内部，质点在三维空间作平移周期重复（本质）的固体。准晶体：排列是有规律的重复，但不具有周期性和格子构造。空间格子是表示这种重复规律的几何图形。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。）平行六面体是三维空间内空间格子可以划出一个最小重复单位，由六个两两平行而且相等的面织成。
2) 结点、行列、面网、平行六面体; 结点间距、面网间距与面网密度的关系. 结点是空间格子中的点，它们代表晶体结构中的相当点。它们只有几何意义，为几何点。行列：由结点在直线上的排列构成。行列中相邻结点间的距离称为该行列的结点间距。结点在平面上的分布即构成面网。面网上单位面积内结点的密度称为网面密度，与面网间距成正比。实际晶体结构中所划分出的这样的相应的单位，称为晶胞(晶胞参数：a, b, c; α,β,γ ,也称为轴长与轴角）。晶胞的形状与大小，则取决于它的三个披此相交的棱的长度。
3）晶体的基本性质：自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能、稳定性，并解释为什么。均一性与异向性有矛盾吗：没有。均一性是晶体格子整体的性质，异向性是格子构造中不同行列各结点排列的性质。
4) 晶体的生长途径及生长理论（层生长理论、螺旋生长理论）。
生长途径：1由液相转变为固相(1)从熔体中结晶(2)从溶液中结晶2由气相转变为固相3由固相再结晶为固相(1)同质多象转变(2)原矿物晶粒逐渐变大(3)固溶体分解(4)变晶(5)由固态非晶质结晶
生长理论：层生长理论在理想情况下在晶核基础上生长时，应先生长一条行列，然后生长相邻的行列，在长满一层面网后再开始生长第二层面网，这样晶面一层一层地逐渐向外平行推移，最外层的面网便发育成晶体的晶面。螺旋生长理论：随着质点在凹角处的堆积，凹角并不会消失，只是在凹角的位置随质点的堆积而不断地螺旋式上升，导致生长界面以螺旋层向外推移，并在晶面上留下成长过程中形成的螺旋纹。
5) 晶面发育的布拉维法则和周期键链理论。
布拉维法则：实际晶体的晶面常常平行网面结点密度最大的面网。
周期键链理论：晶体平行键链生长，键力最强的方向生长最快。平行键链最多的面最常见于晶体的表面而成为晶面。
几何淘汰律：晶族中发育最好的晶体其延伸方向与基底近乎垂直，不垂直于基底的晶体在生长过程中常被排挤而消失。
第二讲：晶体的测量与投影
1. 面角守恒定律：同种物质的晶体，其对应晶面间的角度守恒。
2. 晶面的投影过程。
1 、球面投影：以晶体的中心为球心，任意长为半径，作一球面；然后从球心出发（注意：不是从每个晶面本身的中心出发），引每一晶面的法线，延长后各自
交球面于一点，这些点便是相应晶面的球面投影点。
球面坐标：方位角(经度) j: 0 ~ 360?，极距角(纬度) r: 0 ~ 180?, 从北极开始
3.吴氏网的构成与应用
第三讲：晶体的外部对称
晶体对称定律：只能出现轴次(n)为一次、二次、三
次、四次和六次的对称轴，而不可能存在五次及高于
六次的对称轴。轴次n 的确定: n= 360?/a a + 2a
cosa = ma cosa = (m-1)/2 ≤ 1 m = 3, 2, 1, 0, -1
a = 0, 60, 90, 120, 180 n = 1, 6, 4, 3, 2
对称元素的组合：Ln?P(||) →Ln n P Ln?L2(⊥)
→Ln nL2Ln ? P(⊥) = Ln?C→Ln P C (n =
偶数) Lni ?P(||) = L ni ?L2(⊥) →Ln i nL2 nP
(n=奇数) Lni ?P(||) = L ni ?L2(⊥) →Ln i n/2L2 n/2P (n =偶数)
晶族的划分根据高次轴的有无及多少划分为：高级晶族中级晶族低级晶族
晶系的划分根据对称轴或倒转轴轴次的高低以及它们数目的多少划分七个晶系, 分属于三个晶族：
等轴晶系又称立方晶系，六方晶系，四方晶系，三方晶系，斜方晶系亦称正交晶系，单斜晶系，三斜晶系。
第四讲：晶体定向、晶面符号和晶带定律
1）晶体定向：晶轴的选择，坐标系的建立。轴角指晶轴正端之间的夹角，它们
分别以α(Y∧Z)、β(Z∧X)和γ(X∧Y)表示。β＞90
。
2）在晶体定向的基础上，写出对称型的国际符号。将晶棱平移，使之通过晶轴的交点、然后在其上任一点，取坐标（x、y、z），并以轴长来度量，即求得晶棱
符号：(x/a):(y/b):(z/c)=r:s:t，晶棱符号即[ rst]。
3）在晶体定向的基础上，确定晶面符号，一定要学会在宏观形态上确定各晶面的晶面符号。（并不知道轴长与截距系数）倒数比
4)交棱相互平行的一组晶面的组合，称为一个晶带。晶带定律：晶体上任一晶面至少属于两个晶带。
第五讲：单形和聚形
1、单形和聚形 146种结晶单形47种几何单形
2、单形：一个晶体中，彼此间能对称重复的一组晶面的组合。单形中所有晶面
性质、大小、形状完全等同。写成{h k l}用以代表整个单形。在中、低级晶族的单形中，按“先上、次前、后右”的法则选择代表晶面; 在高级晶族中，则为“先前、次右、后上”。聚形:两个或两个以上单形的聚合。只有属于同一对称型的单形才能相聚。聚形分析：同一单形的晶面形状, 大小, 性质完全相同; 一个聚形最多只可能由7种单形相聚;八面体3L44L36L29PC 四方柱L44L25PC 六方柱菱面体L3C五角十二面体3L24L3平行双面L33L2PC 三方双锥六方柱L33L2 斜方柱3L23PC四方柱L44L25PC 三方单锥单面L3 第六讲：晶体的规则连生
1、双晶：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
2、平行连生：由若干个同种的单晶体，按所有对应的结晶学方向（包括各个对应的结晶轴、对称要素、晶面及晶棱的方向）全都相互平行的关系而组成的连生体。内部格子构造平行、连续。
3、连生方式分类
简单双晶：接触双晶贯穿双晶。反复双晶：聚片双晶轮式双晶。复合双晶。生长双晶（原生双晶）。转变双晶（次生双晶）。机械双晶（次生双晶）
5、在晶体上如何识别双晶？
(1)凹入角：单晶为凸多面体，而多数双晶有凹角。(2)缝合线：双晶结合面在晶体表面或断面上的迹线，多数是直线或简单的折线，少数呈不规则的复杂曲线。
(3)假对称：整个双晶外形上表现出来的对称性与单体所固有的对称不同，是一种假对称。(4)双晶条纹：由一系列相互平行的接合面在晶面或解理面上的迹线（即双晶缝合线）所构成的直线条纹。(5)解理方向：双晶中的两个单体，只当双晶面或接合面正好平行于某个解理面时，两者的解理方向才会平行一致；一般情况下，两者的解理面不相平行。
第七讲：晶体结构的几何理论
1、平行六面体的选择，即格子的画法；
3、为什么只有14种空间格子的原因；底心、体心、面心格子称带心的格子
4、会读懂内部对称要素的各种符号：如：31，42，65，n, d,
平移距离等于（s/n轴次）T
矿物学
第一讲：绪论与矿物化学成分
1．矿物学：是以矿物为研究对象的一门基础地质学科，是研究地壳成分的学科之一。研究对象：矿物的成分、结构、形态、性质、成因、产状、后期的各种变化、用途、矿物的时空分布及其它们相互的内在关系。
2、矿物：是在各种地质作用中形成的天然单质或化合物；具有一定的化学成分和内部结构，从而有一定的形态、物理性质和化学性质。它们在一定的地质和物理化学条件下稳定存在；是岩石和矿石的基本组成单位。
3、地壳的化学成分
丰度：地质体中的化学元素含量即为丰度。克拉克值：地壳中化学元素的含量即为克拉克值。O CA AL FE
3、胶体矿物是以水为分散媒，以固相为分散相的水胶凝体而形成的非晶质或超显微隐晶质的矿物、。
4、矿物中的水分为吸附水和结合水。结合水包括结晶水和结构水。具有双重性质的水有层间水和沸石水
5阴离子计算
第二讲：矿物的形态
1、矿物的形态：矿物的单体、连生体及集合体的形态。
2. 矿物的晶体习性：其含义一是同种晶体所习见的形态；二是晶体在三维空间延伸的比例。在相同的生长条件下，一定成分的同种矿物，总是有它自己的常见形态，矿物晶体的这种性质与其成分、结构和形成环境密切相关。晶体上出现某种或某几种单形，是因为晶面应平行强键，且是面网密度最大的面网。但由于结晶时的环境不同，不同面网的相对生长速度会有变化，以致最后保留在晶体上的晶面可能不同或有所增减。可以利用单形出现的情况来鉴定矿物及分析矿物形成的条件。晶体的另一个习性是其在三维空间延伸的情况：1）三向等长：晶体沿X、Y、Z轴大致相等发育，呈等轴状或粒状。即 a=b=c，晶体结构在三维空间是相等或差异很小。如石榴子石、黄铁矿。2）二向延展：晶体沿两个方向特别发育，而另一方向发育较差，a=b>c，呈板状、片状等。如石墨、云母等。这些矿物常具有坚强的构造层。3）一向伸长：晶体沿一个方向特别发育，即有a=b 影响晶体习性的因素：(1) 成分、结构对矿物晶体延伸习性起制约作用 A 成分简单、对称程度高的矿物，一般成粒状。B 晶胞形状对低级晶族矿物晶体延伸习性的影响。低级晶族矿物晶体的形状是沿最小轴长方向延伸，或沿最大轴长方向缩扁的。C 晶体习性晶面常平行结构中化学键最强的方向。(2) 生成环境对矿物晶体习性的影响，结晶温度、结晶速度、介质的酸碱度和杂质的存在、介质的流动方向和形成晶体的空间部位等都会对晶体习性产生影响。 3、矿物集合体的形态：显晶集合体（粒状、片状、板状、针状、柱状、棒状、放射状、纤维状、晶簇状等集合体）隐晶集合体胶态集合体（结核体钟乳状集合体等） 第三讲：矿物的物理性质 1、矿物的光学性质：包括矿物的颜色、条痕、光泽和透明度。 2、矿物的呈色机理：1）过渡金属元素的内部电子跃迁2）元素离子间的电子转移或电荷转换3）晶体结构缺陷造成的电子转移4）能带间的电子转移 4、矿物颜色的类型：自色：矿物本身固有的成分结构所决定的颜色。他色：由 杂质、气液包裹体所引起的颜色。假色：是因物理光学效应而产生的颜色。 体色：物体内部所表现出来的颜色。表色：即反射色。 矿物光泽：金属光泽半金属光泽金刚光泽玻璃光泽油脂光泽树脂光泽丝绢光泽珍珠光泽 硅氧骨干：由于[SiO4]四面体内Si-O键强远大于氧与其他阳离子的键强，这些硅酸根络阴离子在硅酸盐矿物中起着骨架作用。 4、矿物的力学性质 解理：(1)极完全解理(2)完全解理(3)中等解理(4)不完全解理(5)极不完全解理断口：贝壳状断口锯齿状断口参差状断口土状断口 摩氏硬度计：①滑石②石膏③方解石④萤石⑤磷灰石⑥正长石⑦石英⑧黄玉⑨硬玉⑩金刚石 第四讲矿物的成因 1、内生作用:岩浆作用伟晶作用热液作用外生作用:风化作用沉积作用(机械沉积、化学沉积、生物化学沉积作用) 变质作用:接触变质作用(热变质作用, 接触交代作用) 区域变质作用 2、矿物的标型特征：同一矿物的成分、形态、物性、结构等方面常因生成条件不同而异，此种能反应生成条件的特征称为矿物的标型特征。矿物的标型特征有：形态标型：形状、习性、大小、双晶集合体形态。成分标型：微量元素、类质同象、含水状况。物性标型：颜色、条痕、光泽、硬度等。结构标型:多型、有序度、阳离子配位数、晶胞体积等。同位素标型:O、S、C、Pb等同位素。 标型矿物:只限于某种特定的成岩、成矿作用中才能形成的矿物，亦即单成因矿物。只产于碱性火山岩和次火山岩中的白榴石。只生成在低温热液矿床中的辰砂、辉锑矿。只产于变质岩中的十字石，标志中级变质作用环境。蓝闪石是低温高压变质带产物的特征。柯石英超高压变质的产物。标型矿物可以表征特定的地质作用条件。因此，标型矿物本身就是成因上的标志。 3、矿物中的包裹体按成因：原生包裹体次生包裹体假次生包裹体。按物理状态分：固态包裹体气体包裹体液体包裹体多相包裹体 第五讲矿物的分类命名及自然元素类 1、晶体结构分类：配位型、架状型、岛状型、链状型、层状型 2、化学成分分类：一、自然元素：、1自然金属元素2自然半金属元素3 自然非金属元素。二、硫化物及其类似化合物：1简单硫化物、2复硫化物3硫盐。三、氧化物及氢氧化物：1氧化物2氢氧化物。四、含氧盐：1硅酸盐第一亚类岛状硅酸盐、第二亚类链状硅酸盐、第三亚类层状硅酸盐、第四亚类架状硅酸盐2硼酸盐3磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐4钨酸盐、钼酸盐5铬酸盐6硫酸盐7碳酸盐8硝酸盐。五、卤化物 3、自然铜族矿物：自然铜, 自然金和自然银。单晶体均少见, 多呈树枝状, 致密块状或片状集合体。 4、自然铂族矿物：自然铂（Pt）、自然铱（Ir）、自然钯（Pd）、自然锇（Os）、自然钌（Ru） 5、自然硫S ：斜方晶系，分子结构型。形态：常成双锥状或厚板状。通常块状、粉末状。物理性质：不同色调的黄色，晶面金刚光泽，断口油脂光泽，贝壳状断口，不完全解理，比重2左右，硬度1～2，性脆，易熔。产状：生物化学（细菌还原硫酸盐）和火山作用形成。 6、金刚石-石墨族矿物：金刚石、六方金刚石、石墨和亮石墨。 金刚石：晶体结构：等轴晶系。形态：常成八面体、菱形十二面体，较少立方体和其它形态。常成凸晶，蚀象常见，依（111）成双晶。物理性质：无色或带篮、黄、褐褐黑色，金刚光泽，断口油脂光泽，贝壳状断口，解理中等，比重3.5，硬度10，性脆。 石墨：六方和三方晶系两种多型，C原子成层排列。形态：单晶体片状或板状，少见。常见鳞片状、土状或块状集合体。物理性质：条痕和颜色均为黑色，半金属光泽，硬度1～2，极完全解理，薄片具挠性、有滑感，污手，导电。 第六讲硫化物及其类似化合物 化学成分：与硫组成化合物的最主要元素为Fe、Co、Ni、Mo、Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Cd、Bi、Sb、As等。 晶体化学特征：类质同像替代广泛，同质多像普遍。 物理性质：绝大多数硫化物及其类似化合物呈金属色、显金属光泽、条痕色深而不透明。仅少数硫化物如雄黄、雌黄、辰砂、闪锌矿等具金刚光泽，半透明。单硫化物和硫盐矿物硬度低，硬度在2-4，双硫化物及其类似化合物，其硬度增高至5-6.5，同时缺乏解理或解理不完全，其它硫化物大多具有明显解理性。这一类矿物的熔点低，比重一般在4以上。 形态：主要呈粒状或块状集合体出现。 成因产状：高温热液阶段主要形成辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂等。中温热液阶段形成黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等。低温热液阶段形成雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂等。 分类：按阴离子的类型：简单硫化物、复硫化物、硫盐矿物。 3、单硫化物及其类似化合物 方铅矿 PbS 结构特点: 等轴晶系，NaCl型结构。晶体形态: 常呈立方体晶形，有时以八面体与立方体聚形出现。物理性质: 铅灰色；条痕灰黑色；金属光泽。硬度2~3；解理平行{100}完全；比重7.4~7.6。 辰砂HgS 结构特点: 三方晶系, 晶体结构属变形NaCl型结构。晶体形态: 双晶常见，常呈以c轴为双晶轴的贯穿双晶。物理性质: 猩红色；条痕红色；金刚光泽。硬度2~2.5；解理平行{1010}完全; 比重8.05 黄铜矿 CuFe2+S2 结构特点: 四方晶系。晶体结构类似闪锌矿。晶体形态: 单晶体不常见，晶形呈四方四面体、四方偏三角面体、四方双锥。物理性质: 黄铜色，条痕绿黑色；金属光泽; 硬度3~4；性脆。比重4.1~4.3。 雌黄As2S3 结构特点:单斜晶系。晶体形态: 单晶体呈板状或短柱状, 集合体成片状、梳状、土状等。物理性质: 柠檬黄色；条痕鲜黄色；油脂光泽至金刚光泽。硬度1.5~2；解理平行{010}极完全，薄片具挠性。比重3.5。 雄黄 AsS 结构特点: 单斜晶系。晶体形态: 单晶体通常细小，呈柱状。物理性质: 桔红色；条痕淡桔红色；晶面金刚光泽，断面上现树脂光泽。硬度1.5~2；性脆；解理平行{010}完全。比重3.6。 5、双硫化物及其类似化合物 黄铁矿FeS2 结构特点: 等轴晶系。晶体形态: 晶形常呈立方体、五角十二面体，八面体或其聚形, 在立方体晶面上常能见到晶面条纹。物理性质: 浅黄铜色，条痕绿黑色;金属光泽。硬度6~6.5；性脆；断口参差状。比重5。 毒砂FeAsS 结构特点: 单斜晶系，也有三斜晶系的毒砂。晶体结构属于白铁矿型。晶体形态: 单晶体常呈柱状, 集合体往往为粒状或致密块状。物理性质: 锡白色；条痕灰黑；金属光泽。硬度5.5~6；性脆；解理平行{101}、{010}不完全。 比重6.2。鉴定特征: 锡白色，硬度高，锤击之发蒜臭。 5、硫盐矿物黝铜矿结构特点: 等轴晶系。晶体形态: 单晶体呈四面体形，依(111)为接合面成双晶。物理性质: 黝铜矿钢灰~铁黑色；条痕与颜色相同；硬度3~4；性脆；无解理。比重4.6~5，具弱导电性。鉴定特征: 四面体晶形，断口呈黝黑色，明显的脆性 6、如何区别如下矿物: 1）辰砂和雄黄。辰砂猩红色及红色条痕，比重大8.05 ，硬度低2~2.5。雄黄桔红色，条痕淡桔红色，硬度低1.5~2 。2）黄铁矿和黄铜矿。黄铁矿鉴定特征: 浅黄铜色，条痕绿黑色，高硬度6~6.5。黄铜矿以其更黄的颜色和较低的硬度3~4加以区别。3）辉钼矿和石墨。辉钼矿铅灰色，金属光泽，石墨条痕和颜色均为黑色，半金属光泽，薄片具挠性、有滑感，污手，导电。辉钼矿铅灰色，金属光泽，硬度低1 ，底面解理极完全。4）黄铜矿和自然金5）雌黄和自然硫。雌黄与自然硫相似，但雌黄柠檬黄色；条痕鲜黄色，具一组完全解理，比重较自然硫大。自然硫条痕黄白色，无解理，性脆。 7、硫化物主要形成于哪些地质作用？ 8、哪些硫化物硬度大于5.5，哪些硫化物硬度小于2.5？各举出3个矿物实例。 9、试解释方铅矿、闪锌矿、辉锑矿，雌黄、辉钼矿、黄铁矿等的形态，物性与其晶体化学特征的关系。 10、硫化物矿物中哪些是锡白色一铅灰色一钢灰色的?它们如何区分? 辉铜矿暗铅灰色，方铅矿铅灰色，辉锑矿铅灰色，辉铋矿略带铅灰的锡白色，毒砂锡白色，黝铜矿钢灰~铁黑色 11、硫化物矿物中具有金刚光泽的矿物有哪些?各有什么特征? 辰砂雌黄雄黄 12、硫化物中哪些矿物硬度大于小刀5.5?哪些硬度小于小刀?为什么? 小于：辉铜矿2~3，方铅矿2~3，闪锌矿 3.5~4，辰砂2~2.5，黄铜矿 3~4，磁黄铁矿 4，辉锑矿2，辉铋矿2～2.5，铜蓝 1.5~2，雌黄雄黄 1.5~2，辉钼矿 1，黝铜矿3~4。大于：黄铁矿 6~6.5，白铁矿 5~6，毒砂5.5~6 14、硫化物的主要成因产状有哪些?在你学过的硫化物矿物中，有哪些可作标型矿物? 几大表格，结晶习性，矿物的标准特征，p41 p310矿物表性特征 p248三角形 p83平移距离 p31标型矿物 名词解释： 1.矿物; 2. 晶体;3荧光与磷光;4面角守恒定律与整数定律;5. 解理、断口;6.硫盐与硫酸盐; 7.自色;8. 假色与他色;9. 类质同象与同质多象;10脆性与延展性；11.有序与无序；12.双晶与平行连生；1 3.结晶水、结构水、层间水、沸石水、吸附水；1 4. 结核体、分泌体；1 5. 层状硅酸盐的二八面体型与三八面体型结构；1 6.点群与空间群；1 7.解理与裂开；1 8.对称型与等效点系20. 单形与聚形. 21矿物的条痕22、岛状硅酸盐；23、结晶习性24、 晶体常数和晶胞参数；25、对称型；26、晶面符号、单形符号；27类质同象；28、配位数与配位多面体；29同质多象；30、层间域；31、层状硅酸盐的四面体片与八面体片32、荧光、磷光；33、发光性；34.一般形、特殊形；35、开形、闭形；36、左形、右形；37正形、负形；38、定形、变形 二.填空题： 1.晶体生长的基本理论是层生长理论，螺旋位错生长理论。 2.实际晶体的晶面常平行网面结点密度最大的面网。中长石的环带结构反映该晶体按 层生长理论机制生长。 3.晶体部结构特有的对称要素有平移轴，螺旋轴，滑移面。 4.晶体的基本性质主要有：自限性，均一性，异向性，对称型，最小能，稳定性。 5.{110}单形在等轴晶系中为菱形十二面体单形，在四方晶系中为四方柱单 形，在斜方晶系中为斜方柱单形。 6.六方晶系的晶体常数特点是a≡b≠c ，α=β=90°γ=120°。 7.石英的晶体常数特点是a≡b≠c ，α=β=90°γ=120°。（三方晶系） 8.写出4种基本的晶体格子类型：原始格子，底心格子，面心格子，体心格子。 特别提示：所有答案必须写在答案纸上，做在本试题或草稿纸上无效。 中国地质大学（北京） 2007年攻读硕士学位研究生试题(A) 411矿物学、岩石学、矿床学分三部分，每部分满分为150分，考生任选其中一部分应答。试题名称：矿物学部分试题代码：411 一．名词解释并举例：（40分，每小题10分） 1.非晶体与胶体矿物 非晶质体是与晶体相对应的概念，它也是一种固态物质，但内部质点在三维空间不成周期性平移重复排列。 胶体矿物：由风化作用形成的水溶胶，再经胶凝作用固结为成分复杂的隐晶质或非晶质固体物质称为胶体矿物。 2.布拉维法则与周期键链理论 布拉维法则：实际晶体的晶面常常是由晶体格子构造中面网密度大的面网发育而成的。 周期键链理论：在晶体结构中存在一系列周期性重复的强键链，其重复规律与相应质点的重复规律一致，这样的强键链称为周期键链（简写为PBC），晶体平行键链生长，键力最强的方向生长最快，平行强键链最多的面最常见于晶体的表面而成为晶面。这就是周期键链理论。 3.多型与型变 多型是一种元素或化合物的晶体以两种或两种以上层状结构存在的现象。 型变是指在晶体化学式属同一类型的化合物中，化学成分的规律变化而引起的晶体结构形式的明显而有规律的变化的现象。 4.结晶水与结构水 结晶水指在矿物中占据特定晶格配位位置的分子水（H2O），结晶水在矿物中的量是一定的，与其他组分呈固定比例关系，如石膏Ca[SO4]·H2O。 结构水指占据矿物晶格中确定配位位置的（OH）-、H+或（H3O）+离子，以（OH）-为最常见。这种水在晶体结构中的作用等同于阴、阳离子，与其他组分有固定的量化关系。如高岭石Al4[Si4O10](OH) 8 矿物中水的赋存状态 考试课程名称：结晶学学时： 40学时 令狐采学 考试方法：开卷、闭卷、口试、口试、其它 考试内容： 一、填空题（每空0.5分，共10分） 1.晶体的对称不但体现在上，同时也体现在上。 2.中级晶族中，L2与高次轴的关系为。 3.下面的对称型国际符号对应晶系辨别为：23为晶系，32为晶系，mm2为晶系，6mm为晶系。 4.金刚石晶体的空间群国际符号为Fd3m，其中F暗示，d暗示，根据其空间群符号可知金刚石属于晶系，其宏观对称型的全面符号为。 5.正长石通常发育双晶，斜长石发育双晶。 6.晶体中的化学键可以分为、、、和等五种。 7.最紧密聚积原理适用于晶格和晶格的晶体。 二、选择题（每题1分，共10分，前4题为单选） 1.对同一种晶体而言，一般说来年夜晶体的晶面数与小晶体的晶面数，哪个更多？（） A、年夜晶体的 B、小晶体的 C、一样多 D、以上均毛病 2. 类质同象中，决定对角线法例的最主要因素是：（） A、离子类型和键型 B、原子或离子半径 C、温度 D、压力 3. 具有Li4和Li6的晶体的共同点是：（） A、有L2 B、无P C、无C D、有垂直的P 4.关于布拉维法例说法不正确的是：（） A、实际晶体的晶面往往平行于面网密度年夜的面网 B、面网密度越年夜，与之平行的晶面越重要 C、面网密度越年夜，与之平行的晶面生长越快 D、面网密度越年夜，与之平行的晶面生长越慢 5.可以与四面体相聚的单形有（） A、四面体 B、立方体 C、八面体 D、四方柱 E、斜方双锥 6.黄铁矿晶体通常自发地生长成为立方体外形，这种现象说明晶体具有（）性质： A、自限性 B、均一性 C、异向性 D、对称性 7.下面说法中正确的有：（） A、准晶体具有近程规律 B、非晶体具有远程规律 C、准晶体具有远程规律 D、非晶体具有近程规律 8.某晶面在X、Y、Z轴上截距相等，该晶面可能的晶面符号有（） A、（hhl） B、（hkl） C、（1011） D、（hh h2l） 9.同一晶带的晶面的极射赤平投影点可能呈现的位置有（） A、基圆上 B、直径上 C、年夜圆弧上 D、小圆弧上 10.关于有序无序现象说法正确的有（） A、有序无序是一种特殊的类质同象 B、形成的温度越高晶体越有序 C、形成的温度越高晶体越无序 D、有序无序是一种特殊的 《结晶学与矿物学》复习题 一．名词解释并举例： 1、晶体 2、单形 3、解理 4、矿物、 5、荧光与磷光、 6、面角守恒定律、7.标型特征、8. 假色与他色、9. 类质同象、10、同质多象、11、双晶、12平行连生、13、点群与空间群；14.聚形及聚形相聚的原则，15、等效点系，16. 晶面符号17. 四面体片18. 文象结构，19、共生，20、空间格子 二.填空题： 1.晶体生长的基本理论是，。 2.实际晶体的晶面常平行的面网。中长石的环带结构反映该晶体按机制生长。 3.晶体内部结构特有的对称要素有，，。 4、晶体的基本性质有、、、、 、。 5、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。 6、金刚石晶体空间群的国际符号为Fd3m，其中F表示，d表示，根据其空间群符号可知金刚石属于晶系。 7、方铅矿发育解理。 8、正长石通常发育双晶，斜长石发育双晶。 9、橄榄石族的晶体化学通式为。 10、中级晶族中，L2与高次轴的关系为。 11、从三维空间看，空间格子中的最小重复单位是。 12、晶体测量的理论依据是。 13、晶体生长的基本理论是和。 14、单斜晶系的（001）与Z轴一定是。 15、晶体的对称不仅体现在上，同时也体现在上。 16、在对称要素的极射赤平投影中，其投影基圆的直径相当于的投影。 17、根据的组合定律，对称要素L4+P∥的组合应为。 18、对称型2/m定向时，将2定为轴。 19、对称型L33L24P属于晶系。 20、等轴晶系中，{111}所代表的单形名称是；{110}所代表的单形名称是；{100}所代表的单形名称是； 21、同种几何形态的单形，可以出现于不同的晶类中，这种单形称为。 22、四方晶系的{100}解理组数有组。 23、下面的对称型国际符号对应晶系分别为：23为晶系，32为晶系，mm2为晶系。 24、红宝石和蓝宝石的矿物名称是，在矿物的晶体化学分类中属于 大类；祖母绿和海蓝宝石的矿物名称是，在矿物的晶体化学分类中属于大类。 25、黄铜矿和黄铁矿的主要区别是和。 26、根据反射率的大小，将光泽分为，，，。 27、根据对称要素组合规律，Li6→＋P⊥。 28.{110}单形在等轴晶系中为单形，在四方晶系中为 《结晶学与矿物学》思考题 绪论 1、什么是矿物？矿物与岩石、矿石的区别？ 2、什么是晶体？晶体与非晶体有何本质区别？ 3、判别下列物质中哪些是晶体，哪些是非晶体？哪些是矿物，哪些不是矿物？ 冰糖金刚石沥青水晶 玻璃水空气方解石 4、为什么要学习矿物学？ 第一篇 第一章 1、网面密度大的面网，其面网间距也大，这种说法对不对？试画简图加以定性的说明。 2、为什么晶体被面网密度较大的晶面所包围？ 3、为什么形态各异的同种晶体，其对应晶面夹角恒等? 4、为什么晶体具有均一性和异向性？ 5、为什么晶体具有一定的熔点？试举例说明之 6、从能量的角度说明晶体的稳定性 7、晶体与非晶体在内部结构和基本性质上的主要区别是什么？ 8、什么是晶体构造中的相当点？下图是石墨（C）晶体构造中的碳原子层，黑圆点代表碳 原子的中心位置。找出点m的所有相当点，并画出平行四边形（二维格子——面网）的形状。再找出点A的相当点，用另外的颜色画出平行四边形的形状。比较两次画出的平行四边形的形状和大小是否相同。 第二章 1、对称的概念？晶体的对称与其他物体的对称有何本质区别？ 2、什么是对称面、对称中心、对称轴及旋转反伸轴？ 3、为什么晶体上不可能存在L5及高于六次的对称轴？ 4、怎样划分晶族与晶系？下列对称型各属何晶族与晶系？ L2PC 3L23PC L44L25PC L66L27PC C 3L44L36L29PC L33L2L33L23PC 3L24L33PC 5、中级晶族的晶体上，若有L2与高次轴并存，一定是彼此垂直而不能斜交，为什么？ 第三章 1、为什么在实际晶体上，同一单形的各个晶面性质相同？在理想发育的晶体上同一单形的 各个晶面同形等大？ 2、怎样区别八面体、四方双锥、斜方双锥？ 3、五角十二面体和菱形十二面体与三根彼此垂直的L4（或L2）的空间交截关系有何异同？ 4、四角三八面体与三根彼此垂直的L4（或L2）相交的特点？ 5、菱面体与三方双锥都是六个晶面，他们之间的区别何在？ 6、在四十七种几何单形中，下列单形能否相聚 八面体与四方柱六方柱与菱面体五角十二面体与平行双面三方双锥与六方柱斜方柱与四方柱三方单锥与单面 第四章 1、晶体定向的定义？ 2、晶体定向的原则，各晶系晶体定向的方法及晶体常数特点？ 3、何谓晶面的米氏符号？某晶面与X、Y、Z轴上的截距系数分别为2、2、4，请写出此晶 面的米氏符号。 4、在某等轴晶系的晶体上，某晶面与X、Y、Z轴上的截距分别为2.5mm，5mm，∞，试 写出此晶面的米氏符号 5、为什么四方晶系及三、六方晶系晶体的轴单位具有a=b≠c的特征？ 6、下列晶面，哪些属于[001]晶带，哪些属于[010]晶带，哪些晶面为[001]与[010]二晶带共 有？ （100）、（010）、（001）、（001）、（100）、（010）、（110）、（110）、（011）、（011）、（101）、（101）、（110）、（110）、（101）、（101）、（011）、（011） 7、{111}在等轴、四方、斜方、单斜（L2PC对称型）和三斜晶系中分别代表什么单形？ 8、判断晶面与晶面、晶面与晶棱，晶棱与晶棱之间的空间关系（平行、垂直或斜交） （1）等轴晶系、四方晶系及斜方晶系： （001）与[001]；（010）与[001]；[001]与[110]；（110）与（010）。 （2）单斜晶系晶体 （001）与[001]；（001）与（100）；[100]与[001]；（100）与（010）。 （3）三、六方晶系晶体 （1010）与（0001）；（1010）与（1120）；（1010）与（1011）；（0001）与（1120）。 9、写出各晶系常见单形及形号，并总结、归纳以下形号在各晶系中各代表什么单形？ {100}、{110}、{111}、{1011} {1010} {1120} {1121} 第五章 1、双晶的定义。 2、双晶与平行连生的区别？ 3、双晶面、双晶轴、接合面的涵义及其空间方位的表示方法？ 4、双晶面为什么不能平行晶体的对称面？ 5、双晶轴为什么不能平行晶体的偶次对称轴？ 6、斜长石（C）可以有卡式律双晶和钠长石律双晶，为什么正长石（L2PC）只有卡式律双 晶，而没有钠长石律双晶？ 第二篇 第一章 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。 第一章： 1.名词解释：晶体、空间格子 晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体 特征：1拥有整齐规则的几何外形 2晶体拥有固定的熔点 3晶体有各向异性的特点 空间格子：将相当点按照一定的规则连接起来的几何图形 相当点：①点的内容相同②点的周围环境相同 空间格子要素1结点 2行列 3面网 2.晶体、非晶体的结构特点。 晶体具有进程规律也具有远程规律，非晶体只具有进程规律，不具备格子构造。 3.根据图示，能找出相当点并正确连线。 4.基本概念要清楚（判断正误）： （1）同一晶体结构，可以有多套相当点，由不同套的相当点组成的空间格子肯定是一样的。错 （2）空间格子中的结点一定是由同种质点所占据。错 （3）实际晶体中同种质点一定占据在同一套相当点上。错 （4）同一点阵中，面网密度大的面网其面网间距一定也大。对 5.注意区分晶胞和平行六面体。 晶胞：6个两两平行的且相等的面组成， 平行六面体：空间格子可以划出一个最小的重复单位 6.掌握晶体的基本性质：自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能性、稳定性 第二章： 1.名词解释：面角守恒定律、 2.能区分晶面夹角与面角 3.熟悉吴氏网的应用（做晶面的极射赤平投影与求两晶面的面角） 4.球面上圆的极射赤平投影：水平大圆的投影形成基圆；直立大圆的投影形成 直径；倾斜大圆的投影形成大圆弧；直立小圆的投影形成小圆弧。 第三章： 1.名词解释：对称型（或点群）、晶体对称定律 2.晶体对称特点：所有晶体都是对称的；晶体的对称是有限的；晶体的对称不仅体现在外形上，同时也体现在物理性质上。 3.基本概念（判断正误）： （1）一个具有对称中心的图形，其对应的面、棱、角都体现为反向平行。（2）在晶体中，当存在对称中心时，其晶面必然成对分布，每对晶面都是两两平行且同形等大。 4.熟悉对称面、对称轴、对称中心、旋转反伸轴的操作。 5.熟练掌握对称规律的组合。 6.熟练掌握晶族（3个）、晶系（7个）的划分依据；给出对称型，能判断其所属的晶族、晶系。 第四章： 1.名词解释：晶体常数、晶带定律 2.熟练掌握晶面符号（hkl）、单形符号或解理符号{ hkl }、晶棱符号或晶带符号[rst]，能判定晶棱与晶棱、晶面与晶棱、晶面与晶面之间的空间关系。 3.熟练掌握晶体的定向方法：晶轴、轴角、轴率。 4.熟练掌握表4-1各晶系选择晶轴的具体办法及晶体常数特点。 5.熟练掌握表4-3和常见对称型的国际符号。 6.根据晶带定律的平面公式，会进行相关计算。 7.基本概念（判断正误）： （1）所有平行晶棱具有同一个晶棱符号。 （2）对应指数符号彼此相反，但绝对值相同的晶棱符号，表示的是同一晶棱。（3）指数为0并不是表示晶棱与相应的晶轴平行，在直角坐标系下，即在等轴、四方、斜方晶系中，指数为0表示晶棱垂直与相应的晶棱。 （4）晶面平行于某晶轴时，则对应序位上的晶面指数为0. 第五章 1.名词解释：单形 2.基本概念（判定正误）： （1）以单形中任意一个晶面作为原始晶面，通过对称型中全部对称要素的作用，一定会导出该单形的全部晶面。 （2）在同一对称型中，由于晶面与对称要素之间的位置不同，可以导出不同的单形。 （3）不同形态的单形其对称型一定不同。 （4）一个对称型最多能推导出7种单形，因此一个聚形最多只可能由7种单形相聚。 （5）一个结晶单形对应于多个几何单形。 （6）（中级晶族中，）柱类单形都与Z轴平行。 中国地质大学（北京） 2009年硕士研究生入学考试试题（B） 试题名称：结晶学及矿物学试题代码：424 特别提示：所有答案必须写在答题纸上，做在试卷或者草稿纸上无效！！！ 一、名词解释（每题6分，共30分） 1、晶体与矿物; 见08年A卷第一大题第一小题 2、晶体对称定律 在晶体中，可能出现的对称轴只能是一次轴、二次轴、三次轴、四次轴、六次轴，不可能存在五次轴及高于六次的对称轴。 3、假色与他色; 他色是指矿物因含外来的带色杂质所形成的颜色，它与矿物本身的成分和结构无关，不是矿物固有的颜色，因此无鉴定意义，但有重要的成因意义。 他色是自然光照射到矿物表面或内部，受到某种物理界面（氧化膜、裂隙、包裹体等）的作用而发生干涉、衍射、散射等所产生的颜色。包括锖色、晕色、变彩、乳光。 4、共生与伴生 在一定的时空范围内和一定的物理化学条件控制下，由一定的自然作用所形成的几种矿物的集合，称为“矿物共生组合”。 如果处在一定空间内的几种矿物分别是在不同时间、或相同时间的不同介质在不同物理化学条件下形成的，这样的矿物组合称为“矿物伴生组合”。 5、类质同象与同质多象; 见06年A卷第一大题第一小题 二、填空题（每空1分，共30分） 1、石英呈压电性是由于它为低级晶族矿物，其对称型为L33L2。 2、按最外层电子构型。通常将阳离子划分为惰气型、过渡型和Cu型等三种离子类型。 3、Al2SiO5的同质多象变体有矽线石，红柱石，蓝晶石。 4、普通角闪石和普通辉石的{110}解理夹角分别为124°或56°和87°，其差异是由于 前者为双链，后者为单链。 5、正长石常见的双晶是卡斯巴律双晶斜长石的双晶是钠长石律双晶。 6、矿物中的水据其存在形式及在结构中的作用为：吸附水、结晶水、结构水、层间水、 沸石水。 7、褐色闪锌矿一般呈树脂光泽，黄玉的断口一般呈油脂光泽，刚玉常见{0001}或{1011} 裂开。 8、由交代作用形成的新矿物保留了原矿物外形的现象叫假象；由同质多象形成的新矿物 保留了原矿物外形的现象叫副象。 9、蛭石的结构单元层基本形式为TOT；与云母的明显区别是层间域含H2O 。 10、确定矿物生成顺序的标志主要有：穿插；包围；交代；自形程度；空间位置。 三、简答（每题10分，共50分） 1、简述尖晶石结构与反尖晶石结构的区别。 尖晶石族矿物的化学通式为AB2O4。A组离子有Mg2+,Mn2+,Fe2+,Ni2+,Zn2+和Fe3+等；B组离子为Fe3+,Al3+,Cr3+及Mg2+,Mn2+,Fe2+,Ni2+等。 尖晶石结构又称正尖晶石结构，通式为A[B2]O4。结构中O2-离子作立方最紧密堆积，其中A离子填充在四面体空隙中，B离子在八面体空隙中，即A2+离子为4配位，而B3+为6配位。如尖晶石MgAl2O4。 反尖晶石结构，通式为B[AB]O4。与正尖晶石结构的区别是，A离子分布在八面体空隙，而B离子一半分布于四面体空隙，另一半分布于八面体空隙。即A离子为6配位，而B离子一半为4配位，另一半为6配位。如磁铁矿FeFe2O4。 2. 从晶体化学的角度说明金刚石和石墨的性质差异。 见09年A卷第三大题第三小题 3、举例说明不同晶体结构类型与矿物形态和物性的关系。 结晶学 一、基本概念： １．晶体（ｃrysｔaｌ)的概念：内部质点在三维空间周期性重复排列构成的固体物质。这种质点在三维空间周期性地重复排列称为格子构造，所以晶体是具有格子构造的固体。 2对称型（cｌass ofｓymmｅtry）晶体宏观对称要素之组合。(点群，point ｇroup） 3.空间群：一个晶体结构中，其全部对称要素的总和。也称费德洛夫群或圣佛利斯群。 4.单形(Ｓimｐle foｒm):一个晶体中,彼此间能对称重复的一组晶面的组合。 即能借助于对称型之全部对称要素的作用而相互联系起来的一组晶面的组合。 5.双晶：两个以上的同种晶体，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。 6.平行六面体：空间格子中按一定的原则划分出来的最小重复单位称为平行六面体。 是晶体内部空间格子的最小重复单位,是由六个两两平行且相等的面网组成。7．晶胞:能充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元，其形状大小与对应的单位平行六面体完全一致。 8．类质同像: 晶体结构中某种质点为性质相似的他种质点所替代,共同结晶成均匀的单一相的混合晶体，而能保持其键性和结构型式不变,仅晶格常数和性质略有改变。9．同质多像:化学成分相同的物质,在不同的物理化学条件下，形成结构不同的若干种晶体的现象。 10．多型：一种元素或化合物以两种或两种以上层状结构存在的现象。这些晶体结构的结构单元层基本上是相同的，只是它们的叠置次序有所不同。 二、晶体的6个基本性质 1、均一性（hｏmogeｎｅity):同一晶体的任一部位的物理和化学性质性质都是相同的。 2、自限性(pｒoperty of seｌf-confiｎement)：晶体在自由空间中生长时,能自发地形成封闭的凸几何多面体外形。 3.异向性（各向异性）异向性(anisｏｔroｐy): 晶体的性质随方向的不同而有所差异。4．对称性(prｏperty of symmetry): 晶体的相同部分（如外形上的相同晶面、晶棱或角顶,内部结构中的相同面网、行列或质点等)或性质，能够在不同的方向或位置上有规律地重复出现。 5. 最小内能性：在相同的热力学条件下，与同种化学成分的非晶质体、液体及气体相比，以晶体的内能为最小。 6. 稳定性:在相同的热力学条件下，对于化学成分相同的物质，以不同的物理状态存在时，其中以结晶状态最为稳定。 三、晶体的对称特点及晶体的对称规律 1．晶体的对称具有以下3个特点：p２3 ⑴一切晶体都是对称的。 ⑵晶体的对称是有限的。遵循“晶体对称定律”。 ⑶晶体的对称不仅包含着几何意义，也包含着物理意义:不仅体现在外形上，也体现在性质上。 2. 晶体对称定律( ｌawｏf crystaｌsymmetry)：晶体中只可能出现轴次为一次、二次、三次、四次和六次的对称轴（Ｌ１、L2、L3、L４和L6）,而不可能存在五次及高于六次的对称轴。 一、名词解释 1、晶体、晶体习性与非晶质体 晶体：内部质点在三维空间呈周期性平移重复排列形成的具有格子构造的固体。或具有格子状构造的固体 晶体习性：在一定的外界条件下，矿物晶体常常生长出的习见形态，称为晶体习性。 非晶质体：内部质点在三维空间不呈规律性重复排列的固体。或：不具有格子状构造的固体2、聚形纹与聚片双晶纹； 聚形纹：不同单形交替生长而使它们的晶面规律性交替出现进而在晶体的某些晶面上形成的一系列直线状平行条纹 聚片双晶纹：双晶结合面的痕迹，晶体内外均可见 3、面角守恒定律、布拉为法则、晶体对称定律、双晶律 面角守恒定律：同种物质的晶体其对应晶面之间的夹角恒等。如不同形态的石英，其对应晶面的夹角相等 布拉为法则：实际晶体的晶面常常平行于面网密度最大的面网。 晶体对称定律：晶体中只存在1次、2次、3次、4次和6次对称轴，不会出现5次以及6次以上的对称轴。 双晶律：双晶结合的规律，通常用双晶要素和双晶结合面来表示。 4、类质同象与同质多象 类质同象：晶体结构中某种质点（原子、离子或分子）被其他类似的质点所代替，仅晶格常数发生不大的变化，而结构型式并不改变的现象，如菱锰矿中的镁被铁代替，结构形式不变同质多象：同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件下，形成不同结构的晶体的现象。如CaCO3在不同条件下可以形成方解石和文石 5、双晶与平行连生 双晶：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。 平行连生：由若干个同种的单晶体，按所有对应的结晶方向（包括各个对应的结晶轴、对称要素、晶面以及晶棱方向）全都相互平行的关系而组成的连生体。平行连生也称平行连晶。如萤石立方体的平行连生 6、层状硅酸盐的二八面体型与三八面体型结构 结晶矿物学复习重点.txt男人偷腥时的智商仅次于爱因斯坦。美丽让男人停下，智慧让男人留下。任何东西都不能以健康做交换。结晶学 第一讲：绪论及晶体的形成 结晶学：是以晶体为研究对象，以晶体的生成和变化、晶体外部形态的几何性质、晶体的内部结构、化学组成和物理性质及其相互关系为研究内容的一门自然学科。 1) 晶体、格子构造、空间格子、相当点；它们之间的关系。 晶体：定义：晶体是具有格子构造内部，质点在三维空间作平移周期重复（本质）的固体。准晶体：排列是有规律的重复，但不具有周期性和格子构造。空间格子是表示这种重复规律的几何图形。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。）平行六面体是三维空间内空间格子可以划出一个最小重复单位，由六个两两平行而且相等的面织成。 2) 结点、行列、面网、平行六面体; 结点间距、面网间距与面网密度的关系. 结点是空间格子中的点，它们代表晶体结构中的相当点。它们只有几何意义，为几何点。行列：由结点在直线上的排列构成。行列中相邻结点间的距离称为该行列的结点间距。结点在平面上的分布即构成面网。面网上单位面积内结点的密度称为网面密度，与面网间距成正比。实际晶体结构中所划分出的这样的相应的单位，称为晶胞(晶胞参数：a, b, c; α,β,γ,也称为轴长与轴角）。晶胞的形状与大小，则取决于它的三个披此相交的棱的长度。 3）晶体的基本性质：自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能、稳定性，并解释为什么。均一性与异向性有矛盾吗：没有。均一性是晶体格子整体的性质，异向性是格子构造中不同行列各结点排列的性质。 4) 晶体的生长途径及生长理论（层生长理论、螺旋生长理论）。 生长途径：1由液相转变为固相(1)从熔体中结晶(2)从溶液中结晶2由气相转变为固相3由固相再结晶为固相(1)同质多象转变(2)原矿物晶粒逐渐变大(3)固溶体分解(4)变晶(5)由固态非晶质结晶 生长理论：层生长理论在理想情况下在晶核基础上生长时，应先生长一条行列，然后生长相邻的行列，在长满一层面网后再开始生长第二层面网，这样晶面一层一层地逐渐向外平行推移，最外层的面网便发育成晶体的晶面。螺旋生长理论：随着质点在凹角处的堆积，凹角并不会消失，只是在凹角的位置随质点的堆积而不断地螺旋式上升，导致生长界面以螺旋层向外推移，并在晶面上留下成长过程中形成的螺旋纹。 5) 晶面发育的布拉维法则和周期键链理论。 布拉维法则：实际晶体的晶面常常平行网面结点密度最大的面网。 周期键链理论：晶体平行键链生长，键力最强的方向生长最快。平行键链最多的面最常见于晶体的表面而成为晶面。 几何淘汰律：晶族中发育最好的晶体其延伸方向与基底近乎垂直，不垂直于基底的晶体在生长过程中常被排挤而消失。 第二讲：晶体的测量与投影 1. 面角守恒定律：同种物质的晶体，其对应晶面间的角度守恒。 2. 晶面的投影过程。 1 、球面投影：以晶体的中心为球心，任意长为半径，作一球面；然后从球心出发（注意：不是从每个晶面本身的中心出发），引每一晶面的法线，延长后各自交球面于一点，这些点便是相应晶面的球面投影点。 球面坐标：方位角(经度) j: 0 ~ 360°，极距角(纬度) r: 0 ~ 180°, 从北极开始 结晶学及矿物学试题及 答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】 考试课程名称：结晶学学时：40学时 考试方式：开卷、闭卷、笔试、口试、其它 考试内容： 一、填空题（每空分，共10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。 3.下面的对称型国际符号对应晶系分别为：23为晶系，32为晶系，mm2为 晶系，6mm为晶系。 4.金刚石晶体的空间群国际符号为Fd3m，其中F表示，d表示，根据其空间群符号可知金刚石属于晶系，其宏观对称型的全面符号为。 5.正长石通常发育双晶，斜长石发育双晶。 6.晶体中的化学键可以分为、、、和等五种。 7.最紧密堆积原理适用于晶格和晶格的晶体。 二、选择题（每题1分，共10分，前4题为单选） 1.对于同一种晶体而言，一般说来大晶体的晶面数与小晶体的晶面数，哪个更多（ ） A、大晶体的 B、小晶体的 C、一样多 D、以上均错误 2. 类质同象中，决定对角线法则的最主要因素是：（） A、离子类型和键型 B、原子或离子半径 C、温度 D、压力 3. 具有L i4和L i6的晶体的共同点是：（） A、有L2 B、无P C、无C D、有垂直的P 4.关于布拉维法则说法不正确的是：（） A、实际晶体的晶面往往平行于面网密度大的面网 B、面网密度越大，与之平行的晶面越重要 C、面网密度越大，与之平行的晶面生长越快 D、面网密度越大，与之平行的晶面生长越慢 5.可以与四面体相聚的单形有（） A、四面体 B、立方体 C、八面体 D、四方柱 E、斜方双锥 6.黄铁矿晶体通常自发地生长成为立方体外形，这种现象说明晶体具有（）性质： A、自限性 B、均一性 C、异向性 D、对称性 7.下面说法中正确的有：（） A、准晶体具有近程规律 B、非晶体具有远程规律 C、准晶体具有远程规律 D、非晶体具有近程规律 8.某晶面在X、Y、Z轴上截距相等，该晶面可能的晶面符号有（） A、（hhl） B、（hkl） C、（1011） D、（hh h2l） 9.同一晶带的晶面的极射赤平投影点可能出现的位置有（） A、基圆上 B、直径上 C、大圆弧上 D、小圆弧上 10.关于有序-无序现象说法正确的有（） A、有序-无序是一种特殊的类质同象 B、形成的温度越高晶体越有序 C、形成的温度越高晶体越无序 D、有序-无序是一种特殊的同质多象 三、名词解释（5个，每个2分，共10分） 1.平行六面体 2.晶体对称定律 3.空间群 4.双晶律 5.多型 四、问答题（29分） 1.石盐（NaCl）晶体的空间群为Fm3m，请在石盐晶体结构平面示意图（下图a，b）中分别以氯离子和钠离子为研究对象，画出各自的平面格子的最小重复单元。它们的形态相同吗为什么（6分） 2.简述同质多象的概念、同质多象转变的类型，并举例说明。（8分） 3.判断下列晶面与晶面，晶面与晶棱，晶棱与晶棱之间的空间关系（平行、垂直或斜交）：（8分） 1）等轴晶系和斜方晶系晶体：（001）与[001]，（010）与[010]，（111）与[111]，（110）与（010）。 考试课程名称：结晶学学时：40学时 考试方式：开卷、闭卷、笔试、口试、其它 考试内容： 一、填空题（每空0.5分，共10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。 3.下面的对称型国际符号对应晶系分别为：23为晶系，32为晶系，mm2为晶系，6mm为晶系。 4.金刚石晶体的空间群国际符号为Fd3m，其中F表示，d表示，根据其空间群符号可知金刚石属于晶系，其宏观对称型的全面符号为。 5.正长石通常发育双晶，斜长石发育双晶。 6.晶体中的化学键可以分为、、、和等五种。 7.最紧密堆积原理适用于晶格和晶格的晶体。 二、选择题（每题1分，共10分，前4题为单选） 1.对于同一种晶体而言，一般说来大晶体的晶面数与小晶体的晶面数，哪个更多？（） A、大晶体的 B、小晶体的 C、一样多 D、以上均错误 2. 类质同象中，决定对角线法则的最主要因素是：（） A、离子类型和键型 B、原子或离子半径 C、温度 D、压力 3. 具有L i4和L i6的晶体的共同点是：（） A、有L2 B、无P C、无C D、有垂直的P 4.关于布拉维法则说法不正确的是：（） A、实际晶体的晶面往往平行于面网密度大的面网 B、面网密度越大，与之平行的晶面越重要 C、面网密度越大，与之平行的晶面生长越快 D、面网密度越大，与之平行的晶面生长越慢 5.可以与四面体相聚的单形有（） A、四面体 B、立方体 C、八面体 D、四方柱 E、斜方双锥 6.黄铁矿晶体通常自发地生长成为立方体外形，这种现象说明晶体具有（）性质： A、自限性 B、均一性 C、异向性 D、对称性 7.下面说法中正确的有：（） A、准晶体具有近程规律 B、非晶体具有远程规律 C、准晶体具有远程规律 D、非晶体具有近程规律 8.某晶面在X、Y、Z轴上截距相等，该晶面可能的晶面符号有（） A、（hhl） B、（hkl） C、（1011） D、（hh h2l） 9.同一晶带的晶面的极射赤平投影点可能出现的位置有（） A、基圆上 B、直径上 C、大圆弧上 D、小圆弧上 10.关于有序-无序现象说法正确的有（） A、有序-无序是一种特殊的类质同象 B、形成的温度越高晶体越有序 C、形成的温度越高晶体越无序 D、有序-无序是一种特殊的同质多象 三、名词解释（5个，每个2分，共10分） 1.平行六面体 2.晶体对称定律 3.空间群 4.双晶律 5.多型 四、问答题（29分） 1.石盐（NaCl）晶体的空间群为Fm3m，请在石盐晶体结构平面示意图（下图a，b）中分别以氯离子和钠离子为研究对象，画出各自的平面格子的最小重复单元。它们的形态相同吗？为什么？（6分） 结晶学与矿物学笔记 一．【结晶学及其发展史】（第一章） 1．结晶学：结晶学也称为晶体学，是以晶体为研究对象、以晶体的对称规律为主要研究内容的一门基础性的自然学科。 2．简史：1669年，斯丹诺;面角守恒定律。1784.阿羽伊；整数定律。1809、魏斯；晶体的对称定律。1830、赫赛尔；32种对称型（点群）。1855、布拉维；14种布拉维格子。1867、加多林；32种对称型（点群）。1899、费德洛夫和圣夫利斯；230种空间群。1895、X射线。1909、劳埃；X射线对晶体的衍射及结构规律研究。1960~、布拉格父子；测定了大量晶体结构。1956~1960、用电子显微镜观察晶体结构的晶格像。1984、肖特曼等；发现准晶体，由此，“准晶体学”分支学科形成。 3.学科分支：晶体化学、晶体物理学、晶体结构学、晶体生长学。 4.意义：结晶学是矿物学、材料学、生命科学等许多学科的基础，而矿物学是整个地球科的基础，材料学是人类赖以进步的基石。故曰，结晶学是一门对科学的发展、技术的进步以及社会的文明起着基础作用的重要学科。 二．【晶体的定义及相关概念】 1.晶体：内部质点在三维空间上周期性平移重复排列（也称格子构造）构成的固体物质。或晶体是具有格子构造的固体。 2.格子构造：晶体内部结构最基本的特征是内部质点在三维空间内周期性平移重复排列，即格子构造。 3.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图形。 4.相当点：满足（1）.点的内容相同，（2）.点的周围环境相同的条件的点。 5.空间格子三要素：（1）结点，空间格子中的点，代表晶体结构中的相当点（2）行列.结点在直线上的排列即构成行列，空间格子中的任意两个结点联接起来就一条行列的方向行列中相邻结点间的距离称该行列的结点间距。(3).面网，结点在平面上的分布即构成面网，空间格子中任意两个相交的行列决定一个面网。一个面网上的结点分布定可以连接成一个一个的平行四边形。面网上单位面积内结点的密度称为面网密度。相互平行的面网，其密度必相同，且任意两个相邻面网间的垂直距离———面网间距也必相等。面网密度与面网间距成正比，即面网密度大的面网其面网间距亦大，反之亦然。 6.平行六面体：在三维空间上，空间格子可以划出的最小重复单位。在实际晶体结构中所划出的最小重复单位称晶包，其形状与大小取决于它的三条彼此相交的棱的长度. 7．近远程归规律：局部有序称为进程规律，整个结构范围内的有序称为远程规律。晶体两者兼备，非晶体只有近程规律，液体结构与非晶体相似，也只有近程规律，气体两者都无。 8．晶化与非晶化：由非晶体转化为晶体称晶化（脱玻化）。相反，晶体内部质点的规律排列遭破坏，而转化为非晶体的过程称非晶化。 9.准晶体：内部质点排列具有近程规律和远程规律，但没有平移周期，也不具有格子构造，介于晶体与非晶体中间的状态。 三．【晶体的性质】 1.自限性：指晶体在适当条件下可以自发的形成几何多面体外形的性质。晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的直接反映。 2.均一性：在同一晶体的不同部分，质点的分布一样，故其各个部分的物理性质和化学性质相同，即晶体的均一性。非晶体也具有均一性，但非晶体不具有格子构造，其均一性是统计的、平均近似的均一，称统计均一性，而晶体具有格子构造，称结晶均一性。 3.异向性：同一格子构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，故晶体的性质也随方向的同而有所差异，此则晶体的异向性。晶体多面的形态也是其异向性的一种表现。 4.对称性：在晶体外形上常有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现，这种相同的性质在不同的方向或位置上有规律的重复就是对称性。对称性是晶体极其重要的性质，是晶体分类的基础。 5.最小内能性:在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的非晶体、液体、气体相比较，其内能最小这就是 结晶学考试试卷 一、填空题（每空0.5分，共10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。 3.下面的对称型国际符号对应晶系分别为：23为晶系，32为晶系，mm2为晶系，6mm为晶系。 4.金刚石晶体的空间群国际符号为Fd3m，其中F表示，d表示，根据其空间群符号可知金刚石属于晶系，其宏观对称型的全面符号为。 5.正长石通常发育双晶，斜长石发育双晶。 6.晶体中的化学键可以分为、、、和等五种。 7.最紧密堆积原理适用于晶格和晶格的晶体。 二、选择题（每题1分，共10分，前4题为单选） 1.对于同一种晶体而言，一般说来大晶体的晶面数与小晶体的晶面数，哪个更多？（） A、大晶体的 B、小晶体的 C、一样多 D、以上均错误 2. 类质同象中，决定对角线法则的最主要因素是：（） A、离子类型和键型 B、原子或离子半径 C、温度 D、压力 3. 具有L i4和L i6的晶体的共同点是：（） A、有L2 B、无P C、无C D、有垂直的P 4.关于布拉维法则说法不正确的是：（） A、实际晶体的晶面往往平行于面网密度大的面网 B、面网密度越大，与之平行的晶面越重要 C、面网密度越大，与之平行的晶面生长越快 D、面网密度越大，与之平行的晶面生长越慢 5.可以与四面体相聚的单形有（） A、四面体 B、立方体 C、八面体 D、四方柱 E、斜方双锥 6.黄铁矿晶体通常自发地生长成为立方体外形，这种现象说明晶体具有（）性质： A、自限性 B、均一性 C、异向性 D、对称性 7.下面说法中正确的有：（） A、准晶体具有近程规律 B、非晶体具有远程规律 C、准晶体具有远程规律 D、非晶体具有近程规律 8.某晶面在X、Y、Z轴上截距相等，该晶面可能的晶面符号有（） A、（hhl） B、（hkl） C、（1011） D、（hh h2l） 9.同一晶带的晶面的极射赤平投影点可能出现的位置有（） A、基圆上 B、直径上 C、大圆弧上 D、小圆弧上 10.关于有序-无序现象说法正确的有（） A、有序-无序是一种特殊的类质同象 B、形成的温度越高晶体越有序 C、形成的温度越高晶体越无序 D、有序-无序是一种特殊的同质多象 三、名词解释（5个，每个2分，共10分） 1.平行六面体 2.晶体对称定律 3.空间群 4.双晶律 5.多型 四、问答题（29分） 1.石盐（NaCl）晶体的空间群为Fm3m，请在石盐晶体结构平面示意图（下图a，b）中分别以氯离子和钠离子为研究对象，画出各自的平面格子的最小重复单元。它们的形态相同吗？为什么？（6分） 2.简述同质多象的概念、同质多象转变的类型，并举例说明。（8分） 3.判断下列晶面与晶面，晶面与晶棱，晶棱与晶棱之间的空间关系（平行、垂直或斜交）：（8分） 《结晶矿物学》课程教学大纲 课程代码：050431006 课程英文名称：Crystallography and Mineralogy 课程总学时：48讲课：40 实验：8 上机：0 适用专业：无机非金属材料工程，粉体材料科学与工程 大纲编写（修订）时间：2010.10 一、大纲使用说明: （一）课程地位及教学目标 （1）课程的地位 本课程是无机非金属材料工程和粉体材料科学与工程专业的专业课，必修课。 （2）教学目标 掌握几何结晶学与矿物学的基本理论、基本知识和基本技能，了解晶体的基本性质、矿物成分、形态及各大类、类矿物的一般通性。掌握晶体对称、常见单形、聚形分析方法、结晶符号、晶体化学的基本原理及矿物物理性质。具备运用这些知识的能力。 （二）知识、能力、技能方面的基本要求 （1）知识方面的基本要求 掌握晶体结构、晶体的结合、晶体结构、晶体的结合；重点掌握晶体结构 掌握矿物和矿物学的基本概念、结晶学及矿物学的研究内容和相互关系、矿物学的研究现状。晶体、非晶体及准晶体、晶体、非晶体及准晶体概念及区别、空间格子概念、空间格子要素、格子类型。晶体的基本性质、晶体的自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能和稳定性，布拉维法则和面角恒等定律。晶体结构、晶体的结合 掌握对称的概念和晶体对称特点2.对称操作和对称要素、对称操作和对称要素概念，对称面、对称轴、对称中心和旋转反伸轴的概念及操作方法，理解晶体的对称定律。对称要素组合定律.面式、轴式、中心式及旋转反伸轴的对称要素组合定理。对称型和晶体的对称分类、对称型的概念和32种对称型、对称型符号、晶族和晶系的划分 掌握单形、单形的概念、47种几何单形和146种结晶单形、47种几何单形的命名及特征。聚形、聚形的概念、聚形分析的方法和步骤。 掌握晶体定向及整数定律、晶体定向的概念、晶体常数及晶体定向原则、各晶系晶体的定向方法和晶体常数特点、整数定律及意义。晶面符号、晶面符号（米氏符号）的概念及构成。单形符号单形的概念、单形符号的选择原则。晶棱符号（晶带符号）晶带及晶棱符号的构成。 掌握键和晶格类型离子键—离子晶格、共价键—共价键、金属键—金属晶格、分子键—分子晶格及单键型、多键型晶格的特点。球体紧密堆积原理、等大球体紧密堆积、不等大球体紧密堆积的原理和堆积方式。3.配位数和配位多面体配位数和配位多面体的概念及类型。类质同象、类质同象的概念、类质同象与固溶体的关系、类质同象的类型和影响因素。同质多象同质多象的概念、同质多象转变及类型（移位型转变、重建型转变、有序—无序转变）。多型、多型的概念、多型符号的构成及含义。 掌握矿物的单体形态、晶体习性及类型、晶面条纹及蚀象。矿物的集合体形态显晶质集合体形态、隐晶及胶态集合体形态。矿物的双晶、双晶及双晶主要类型。 （2）能力方面的基本要求 要求学生掌握几何结晶学与矿物学的基本理论、基本知识和基本技能，了解晶体的基本性质、矿物成分、形态及各大类、类矿物的一般通性。掌握晶体对称、常见单形、聚形分析方法、结晶结晶学与矿物学复习题及问题详解(问题详解)
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