《结晶学与矿物学基本知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《结晶学与矿物学基本知识（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、. . . 第一篇 几何结晶学结晶学与矿物学基本知识基础 1.矿物是自然作用中形成的天然固态单质或化合物，具有相对固定的化学成分，晶质矿物还具有确定的部结构，稳定于一定的物理化学条件，是组成岩石和矿石的基本单元。2.晶体的定义：晶体是具格子构造的固体。3.结晶学是研究晶体的发生、生长、外部形态、部结构及物理性质的科学。4.空间格子：用以表示晶体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。 5. 空间格子有以下几个要素：结点、行列、面网、平行六边形。面网密度上单位面积的结点数目称为网面密度。互相平行的相邻两面网之间的垂直距离称为面网间距。面网密度大的，面网间距
2、大。6.科塞尔原理：晶面生长的过程应该是先长完一条行列，然后再长相邻的行列；长满一层面网然后开始长第二层面网。晶面（晶体的最外层的面网）是平行地向外推移的。这就是科塞尔原理。7. 布拉维法则：生长速度大的晶面在晶体生长过程中逐渐缩小，甚至消失；而生长速度小的晶面在生长过程中扩大了，最后在保留在晶体上。8.成分和构造相同的所有晶体，其对应晶面间的夹角恒等，这一规律称为面角恒等定律。8.晶体的基本性质：自限性、均一性、异向性、对称性、最小能与稳定性。均一性：因为晶体是具格子构造的固体，同一晶体的各个部分质点的分布相同的，所以同一晶体的各部分的性质是一样的，这就是晶体的均一性。异向性：同一格子中，不
3、同的方向上质点的排列一般是不相同的，晶体的性质也随方向的不同而有所差异，这就是晶体的异向性。9.晶体具有对称性，这表现在晶体外形上是相等的晶面、晶棱和角顶有规律的重复出现。10.晶体的对称有以下特点：1）所有晶体都是对称的2）晶体的对称受格子构造的严格控制，即晶体对称的有限性3）晶体的对称不仅表现在外部形态上，而且表现在性质上。11.晶体对称不同于其他物体的对称：在于晶体是具有格子构造的固体，它的对称具有表里一致性，即晶体的对称不仅表现在外部形态上（宏观的），而且其部构造（微观的）也是对称的。12.使物体或图形的相同部分重复出现的操作称为对称操作。13.晶体外形上可能存在的对称要素：1）对称面
4、（P）2）对称轴（Ln）：L1, L2 ,L3 ,L4 ,L6晶体对称定律：在晶体中没有五次对称轴及高于六次的对称轴。3).对称中心(C)4)旋转反伸轴(Li)14.对称型：一个结晶多面体中全部对称要素的总合，称为该结晶多面体的对称型。15.晶体分为低级晶族、中级晶族、高级晶族。低级晶族（无高次轴）分为三斜晶系、单斜晶系、斜方晶系。中级晶族（只有一个高次轴）分为三方晶系、四方晶系、六方晶系。高级晶族（有数个高次轴）有一个等轴晶系。16.格子分为四种类型：原始格子、底心格子、体心格子、面心格子。17.单形是由对称要素联系起来的一组晶面的总和。理想状态下，属同一单形的各个晶面必定是同形等大的。18
5、.由两个或两个以上单形聚合而成的晶形，称聚形。在理想晶体上，聚形一定有两种以上形状、大小不同的晶面。19.晶轴选择的原则是：1）优先选对称轴作晶轴2）当对称轴的数量不能满足需要时，选对称面的法线来补足3）如果对称轴和对称面的法线都不能满足需要时，则选平行于发育晶棱的方向4）在上述前提下，应尽可能使所选晶轴彼此垂直或趋向于垂直，并使轴单位彼此相等或趋近相等。20.各晶系选择晶轴的原则及晶体常数特点：1）等轴晶系：以选择垂直的L4、Li4、L2为X 、Y 、Z轴a =b =c =90 2）四方晶系：以L4或Li4为Z轴，以垂直Z轴并互相垂直的两个L2或P 的法线或晶棱方向为X 、Y轴 a=bc =
6、90 3)六方晶系及三方晶系 :以L 6、L i6、L3为z轴（主轴），以垂直z轴并彼此相交120（正端间）的3个L2或P的法线或晶棱的方向（当无L2或P时）为x、y、u轴a=bc = 90 =120 4)斜方晶系 :互相垂直的3个L 2为x、y、z轴，在L22P对称型中以L 2为z轴，以两个P的法线为x、y轴 abc =90 5)单斜晶系 以L2或P的法线为y轴，以垂直y轴的主要晶棱方向为z轴和x轴 abc = 90 90 6)三斜晶系 以不在同一平面的3个主要晶棱的方向为x、y、z轴 abc 90 21. 单形符号求取: 1).选正指数最多的晶面； 2).依照先前、次右、后上的原则。 22
7、. 晶带与晶带轴:彼此相交成平行晶棱的一族晶面，称为晶带；通过晶体中心，且平行晶带上晶棱方向的直线称为晶带轴。 23. 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 垂直 （010）与 001 平行 001 与 110 垂直 （110）与 (010) 斜交 （2）单斜晶系: （001）与 001 斜交 （001）与（100） 斜交100与 001 斜交 （100）与（010） 垂直 （3）三、六方晶系晶体:（注意：个别u轴的符号应为负） （1010）与（0001） 垂直 （1010）与（1120） 斜交
8、（1010）与（1011） 斜交 （0001）与（1120） 垂直 24. 平行连生:同种晶体，彼此平行地连生在一起，在连生着的晶体之间，其对应的晶面和晶棱相互平行。 25. 双晶:双晶是两个或两个以上的同种晶体的规则连生，其中一个晶体是另一个晶体的镜像反映，或者其中一个晶体旋转180后与另一个晶体重合或平行 。 26. 双晶要素:包括双晶面和双晶轴两种。 27. 双晶律:双晶结合的规律称为双晶律,包括双晶面、双晶轴、接合面。28.双晶类型：接触双晶和穿插双晶。其中，斜长石是聚片双晶，正长石是常见的卡氏双晶。第二篇 矿物学通论 1. 阳离子类型:惰性气体型离子、铜型离子、过渡型离子。 2. 化
9、学键及晶格类型:共价键原子晶格；金属键金属晶格；离子键离子晶格；分子键分子晶格。3. 配位数:在晶体结构中，某质点周围与该质点直接联系的质点数，称为该质点的配位数。 4. 离子配位数:在离子晶体中，与某离子联系的异号离子或分子数，即该离子的配位数。 5. 影响配位数的因素: 离子的半径比、离子极化和环境。 6. 同质多象的概念:相同的化学成分，在不同的物理化学环境中，形成结构不同的几种晶体，称为同质多象。 7. 类质同象的概念:晶体中某种质点被类似的质点所代替，而能保持原有晶格，只是晶格常数略有改变的现象，称为类质同象。闪锌矿中的zn离子与fe离子的关系为不完全类质同象关系。完全类质同象中如镁
10、橄榄石中mg2sio4的mg离子可被fe代替。8. 水在晶体化学式中的表示方法:结构水、结晶水、层间水、沸石水、吸附水。 结构水是以氢离子、水合氢离子 、氢氧根离子形式存在于矿物中的水。结晶水是以水分子形式存在与晶体结构中的水。层间水：在一些层状结构的矿物（如某些粘土矿物）中，层间常有水分子进入。沸石水：在一些矿物 （主要是沸石族矿物）的晶体结构中，有相当大的外相通的孔道，水分子可以进入孔道。吸附水：是没有参加晶格， 只吸附于矿物颗粒表面和裂缝中的水。9. 矿物颜色种类:自色、他色、假色。 10. 色心:色心是一种能选择性吸收可见光波的晶格缺陷，它能引起相应的电子跃迁而使矿物呈色。当矿物中某种
11、元素的含量过剩或存在杂质离子以及晶格的机械变形等，均可形成色心。 11. 条痕色:矿物在未上釉的瓷板上磨划留下的粉末的颜色（矿物硬度应低于瓷板）。条痕色主要不是矿物的表面色，而是光线透过极细的颗粒后呈现的颜色。 12. 透明度:透明度是矿物允许光线透过的程度，分为透明、半透明和不透明三级。 13. 光泽:光泽为矿物表面反射光线是表现的特征，分为：金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽。14. 解理: 矿物受力后，沿一定结晶方向裂开成光滑平面的性质，称为解理。15. 硬度：矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力称为硬度。摩氏硬度，表示矿物的相对硬度，10种矿物代表 10个级别，由低到高排列：滑石、
12、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。16. 裂开:晶体因存在聚片双晶或定向包裹体（或其它杂质）等原因，受力后沿一定方向裂开成光滑平面的性质。 17. 假象：矿物受到改造后，其矿物种类已发生变化，但原来矿物的晶形仍维持不变，这种被保留下来的矿物晶体形态称为假象。18.脆性、延展性、弹性、挠性 脆性：矿物受外力作用易破碎的性质。离子键矿物的特性，离子键性越强，脆性越强。 镜铁矿H小刀，但脆性强，碎成粉末 延展性：矿物在锤击和拉引下，易形成薄片和细丝的性质。温度升高，延展性增强。金属键矿物的特性，与金属键程度有关。 自然金、银、铜良好的延展性，硫化物有一定程度延展性。 小刀
13、刻划后，留下光亮的沟痕，无碎末（区别于脆性） 弹性：矿物在外力作用下发生弯曲形变，当取消外力弯曲形变恢复原状的性质。如云母、石棉等 挠性：矿物在外力作用下发生弯曲形变，当取消外力弯曲形变不能恢复原状的性质。如滑石、绿泥石、蛭石第三篇 矿物各论 1.石墨：C 六方晶系 形状：常呈鳞片状或致密状物理性质：钢灰色或铁黑色；条痕亮灰黑色；金属光泽。硬度1；极完全解理，手摸有滑感并污手。电、热良导体，化学性质稳定。用途：冶金工业、电极、铅笔、高强石墨纤维等。2.自然硫：S 斜方晶系形态：晶体呈双锥状、厚板状或晶簇状集合体，致密块状或粉末状也较为常见。物理性质：黄色；条痕淡黄色；金刚光泽；断口呈强油脂光泽
14、。硬度12；无解理；性脆。用途：可作为工业用硫和硫酸的原料。3.方铅矿：PbS等轴晶系形态：通常呈粒状集合体物理性质：铅灰色；条痕灰黑色；金属光泽。硬度23；完全解理。具导电性。用途：最重要的铅矿石。4.闪锌矿：ZnS 等轴晶系形态：通常呈粒状集合体物理性质：从很浅的黄褐色到褐色、褐黑色，直到铁黑色，含铁越多颜色越深；条痕为白色到黄色、褐色；金刚光泽至半金属光泽。硬度34。完全解理。用途：几乎是提取锌的唯一来源。5.黄铜矿：CuFeS2 四方晶系形态：通常呈致密状或粒状物理性质：铜黄色；条痕黑色；金属光泽。硬度34；无解理。具导电性。用途：最重要的铜矿物之一。6.辰砂（朱砂）：HgS 形态：三
15、方晶系，单晶呈菱面体形，集合体呈粒状，有时为致密块状或被膜状。物理性质：红色，条痕红色；金刚光泽。硬度22.5，性脆；完全解理。不导电，化学稳定性强。用途：一种高级的红色原料，结晶好透明度高的晶体为宝石；几乎是汞的唯一来源。7.雄黄：As4S4或AsS 单斜晶系形态：有时可见柱状晶体；一般呈致密块状集合体物理性质：橘红色；条痕橘黄色；金刚光泽，断口常呈松脂光泽。硬度1.52；完全解理；受日光易分解而转化成黄色粉末。用途：为中药药材之一；也是提取砷化物的原料。8.雌黄：As2S3单斜晶系形态：单晶呈柱状，常呈柱状集合体、梳状集合体或肾状集合体。物理性质：常与雄黄共生，在较氧化条件下比雄黄稳定。遇日光不分解。用途：制造砷化物的原料。9.辉锑矿：Sb2S3形态：晶体呈柱状或
