8第七章 矿物组成形态性质

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1、 矿物的组成矿物的组成形态和物理性质形态和物理性质第七章目 录1、矿物的化学组成矿物的化学组成2 2、矿物的化学式矿物的化学式3 3、矿物的形态矿物的形态4 4、矿物的物理性质矿物的物理性质第一节第一节 矿物的化学组成矿物的化学组成教学目标教学目标1、重点掌握矿物中的、重点掌握矿物中的“水水” 水的含量、水的类型、与结构水的含量、水的类型、与结构的关系、脱水温度高低、脱水后结构是的关系、脱水温度高低、脱水后结构是否变化。否变化。2、熟练掌握晶体化学式的特点、熟练掌握晶体化学式的特点返回目录 第一节第一节 矿物的化学组成矿物的化学组成1 1、化学组成基本固定的矿物、化学组成基本固定的矿物金刚石、

2、石盐。金刚石、石盐。2 2 、化学组成不固定的矿物、化学组成不固定的矿物固溶体、胶体、含层间水矿固溶体、胶体、含层间水矿物。物。3 3 、不符合化合比的矿物、不符合化合比的矿物方铁矿（方铁矿（FeFe1-x1-x O O）( (缺陷存在缺陷存在) )4 4、复化合物、复化合物 两种或两种以上的阳离子与阴离子或络阴两种或两种以上的阳离子与阴离子或络阴离子组成的化合物，如白云石离子组成的化合物，如白云石MgCaCOMgCaCO3 3 2 2。 1.11.1 矿物成分中的矿物成分中的“水水” 根据水在矿物中的存在形式和它与根据水在矿物中的存在形式和它与晶体结构的关系，将矿物中的水分为：晶体结构的关系

3、，将矿物中的水分为： 吸附水、结晶水、结构水、层间水、吸附水、结晶水、结构水、层间水、沸石水。沸石水。 吸附水吸附水 由表面能吸附存在于矿物表面或裂隙由表面能吸附存在于矿物表面或裂隙中的普通水，中性水，它不参与晶体的结中的普通水，中性水，它不参与晶体的结构。构。 其含量是不定的，其含量是不定的，随温度和湿度而异随温度和湿度而异。在常压下，加热到在常压下，加热到100100110 110 时可全部时可全部逃逸出来。逃逸出来。 矿物中矿物中吸附水全部失去不破坏晶格吸附水全部失去不破坏晶格。 注意注意： 吸附水吸附水的一种特殊类型胶体水胶体水， 是胶体矿物胶体矿物本身的固有特征，应列入 矿物的化学式

4、，如蛋白石蛋白石：SiO2nH2O。 胶体水胶体水的失水温度失水温度一般100250。 以以中性水分子中性水分子存在于矿物的晶格之中，其存在于矿物的晶格之中，其数量与其他组分之间成简单的比例关系。数量与其他组分之间成简单的比例关系。 结晶水受到晶格的束缚，结合较牢固，结晶水受到晶格的束缚，结合较牢固，其其脱失的温度较高脱失的温度较高，可达，可达200200500500o oC C ，失水，失水后，其结晶结构要发生相应的变化，成为新后，其结晶结构要发生相应的变化，成为新的矿物。的矿物。 可利用脱水温度鉴定矿物。可利用脱水温度鉴定矿物。结结 晶晶 水水CaSOCaSO4 4 2H2H2 2O O石

5、膏晶体结构石膏晶体结构 1）结晶水结晶水出现于大半径络阴离子大半径络阴离子 的含氧盐含氧盐矿物中。 2）结晶水结晶水的作用作用： 通过以一定的 配位形式环绕小半径环绕小半径的阳离子阳离子形成 水化阳离子水化阳离子，以增大阳离子增大阳离子的体积体积而 不改变不改变其电价电价，从而与大大的络阴离子络阴离子 组成稳定稳定的化合物，如石膏石膏： CaSO42H2O 。 石膏脱水特点石膏脱水特点石膏石膏Ca(HCa(H2 2O)O)2 2SOSO4 4 ，从，从8080开始脱水，到开始脱水，到120120时，脱去原结晶水的时，脱去原结晶水的3/43/4，形成具有，形成具有成分为成分为Ca(HCa(H2

6、2O)O)1/21/2SOSO4 4 的半水石膏，当温的半水石膏，当温度继续升高至度继续升高至130130时，半水石膏中的水时，半水石膏中的水全部脱去成为硬石膏全部脱去成为硬石膏CaSOCaSO4 4 。 结结 构构 水水 也称也称化合水化合水，以（，以（OHOH）离子的离子的形式存在于形式存在于晶格晶格之中，结构水在晶格之中，结构水在晶格中占据中占据严格的位置严格的位置并有确定的含量比，并有确定的含量比，与其他离子的联系相当牢固。与其他离子的联系相当牢固。 脱水脱水温度温度为为60060010001000o oC C 可利可利用此值鉴定矿物（差热分析）。用此值鉴定矿物（差热分析）。 1）结构

7、水以(OH)最常见，主要存在于 氢氧化物氢氧化物和层状硅酸盐层状硅酸盐等矿物中。如： 水镁石水镁石 Mg(OH)2、 Al(OH)3 高岭石高岭石 Al4Si4O10(OH)8 水云母水云母 (K,H3O)Al2AlSi3O10(OH)2等 2）结构水结构水的失水温度失水温度一般约在 6001000。失水后结构完全被破坏失水后结构完全被破坏。三水铝石晶体结构三水铝石晶体结构Al(OH)3 氢氧离子成六方最紧密氢氧离子成六方最紧密堆积，铝离子填充于邻接的堆积，铝离子填充于邻接的两层氢氧离子之间的两层氢氧离子之间的2 23 3八八面体空隙；组成配位八面体面体空隙；组成配位八面体的结构层。的结构层。

8、 粘土类矿物晶体结构高岭石高岭石Al4Si4O10(OH)8的失水温度为的失水温度为580。滑石滑石Mg3Si4O10(OH)2，则为，则为950。 高岭石的失水对于日用陶瓷的烧成高岭石的失水对于日用陶瓷的烧成有重要的意义有重要的意义。 层层 间间 水水 以以中性水分子中性水分子形式存在于某些形式存在于某些层状硅层状硅酸盐矿物酸盐矿物中，它分布于层与层之间，并参中，它分布于层与层之间，并参与矿物晶格的构成，但与矿物晶格的构成，但数量可变数量可变。 1）层状硅酸盐结构层表面存在过剩的负电）层状硅酸盐结构层表面存在过剩的负电荷，可吸附其他金属阳离子，后者再吸附荷，可吸附其他金属阳离子，后者再吸附H

9、2O，从而在相邻结构层之间形成水分子层，即从而在相邻结构层之间形成水分子层，即层间水层间水。 其含量随所吸附的阳离子的种类、环境的其含量随所吸附的阳离子的种类、环境的温度和湿度而异，可在相当大的范围内变化，并温度和湿度而异，可在相当大的范围内变化，并可有确定的上限值。可有确定的上限值。 如如多水高岭石多水高岭石Al4Si4O10(OH)84H2O等。等。 多水高岭石晶体结构中多水高岭石晶体结构中层间水的排列及其邻层的关系层间水的排列及其邻层的关系 2）失水温度失水温度一般100250。 通常加热至几十度几十度即开始脱水开始脱水， 常压下至110则大量失水。 3）失水后，晶格晶格并不被破坏不被破

10、坏， 仅结构层之间距离缩短结构层之间距离缩短，晶胞参数晶胞参数 C0减小减小，矿物的比重比重和折射率增大折射率增大； 且在潮湿的环境中又可重新吸水重新吸水。 如蒙脱石蒙脱石 (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si,Al)4O10(OH)2nH2O 具明显的吸水膨胀吸水膨胀的特性； 而蛭石蛭石(Mg,Ca)0.5(Mg,Fe+,Al)3(Si,Al)4O10(OH)24H2O 则表示出显著的热膨胀性热膨胀性。沸沸 石石 水水 以以中性水分子中性水分子存在于沸石族矿物晶格之中，存在于沸石族矿物晶格之中，其性质与层间水类似，水分子存在于晶格的通其性质与层间水类似，水分子存在于晶格的通道之中，水

11、的含量在一定的范围内变化，道之中，水的含量在一定的范围内变化，失水失水温度温度8080400400o oC,C,失水后，晶格不发生变化，只失水后，晶格不发生变化，只是一些物理性质发生变化，但失水后沸石能重是一些物理性质发生变化，但失水后沸石能重新吸水，恢复原来的物理性质。新吸水，恢复原来的物理性质。 含有层间水、沸石水的矿物，大多具有吸含有层间水、沸石水的矿物，大多具有吸附阳离子，这类矿物即具有阳离子交换性。附阳离子，这类矿物即具有阳离子交换性。钠沸石钠沸石 Na2(Al2Si3O102H2O丝丝光光沸沸石石结结构构方沸石结构中的通道方沸石结构中的通道矿物中矿物中“水水”在实际中的应在实际中的

12、应用用 在陶瓷工艺或陶瓷磨具工艺中均涉及在陶瓷工艺或陶瓷磨具工艺中均涉及矿物中的矿物中的“水水”。 如矿物原料高岭石、滑石、叶腊石、如矿物原料高岭石、滑石、叶腊石、石膏中均含有不同特点的水，要根据石膏中均含有不同特点的水，要根据“水水”的特点对原料进行预处理或在加热过程的特点对原料进行预处理或在加热过程中在合适的温度进行合适的处理。中在合适的温度进行合适的处理。 2 矿物的化学式矿物的化学式 2.1概念概念 矿物的化学式化学式： 以组成矿物的 化学元素符号化学元素符号按一定原则一定原则表示矿物的化学成分化学成分。是以单矿物单矿物的化学全分化学全分析析所得的相对质量百分含量相对质量百分含量为基础

13、而计算出来的。返回目录 2.2表示方法表示方法 1）实验式实验式： 仅表示矿物中各组分组分的种类种类及其数量比数量比。 如白云母白云母 H2KAl3Si3O12 或 K2O3Al2O36SiO22H2O 2）结构式结构式： 即晶体化学式晶体化学式。既能表明矿物矿物中各组分各组分的种类种类及其数量比数量比，又能反映出它们在晶格中的相互关系相互关系及其存在形式存在形式。 如白云母白云母 KAl2(Si3Al)O10(OH)2 白云母白云母 KAl2(Si3Al)O10(OH)21、硅酸盐，而且是铝硅酸盐。硅酸盐，而且是铝硅酸盐。2 2、层状硅酸盐。、层状硅酸盐。3 3、铝有两种配位形式，即四次配位

14、和六、铝有两种配位形式，即四次配位和六 次配位。次配位。 H2KAl3Si3O12 矿物晶体结构式晶体结构式的书写原则书写原则： 基本原则基本原则是阳离子在前阳离子在前，阴离子阴离子或络络阴离子在后阴离子在后。络阴离子络阴离子需用方括号方括号括起来。如石英石英SiO2，方解石方解石CaCO3。 对复化合物复化合物，阳离子按碱性阳离子按碱性由强强弱弱、价态价态从低低高高排列。如 白云石白云石 CaMgCO32， 磁铁矿磁铁矿 FeFe2O4 （即Fe2+Fe3+2O4） 附加阴离子附加阴离子通常写在阴离阴离子子 或络阴离子之后络阴离子之后，如 白云母白云母 KAl2(Si3Al)O10(OH)2

15、 矿物中的水分子水分子写在化学式化学式的最末尾最末尾，并用圆点将圆点将其与其他组分隔开隔开。 若含水量不定含水量不定，则常用nH2O表示，如 石膏石膏 CaSO42H2O， 蛋白石蛋白石 SiO2nH2O。 成类质同像替代关系类质同像替代关系的离离子子,用小括号小括号括起来，并按含量含量由多由多少少排列，中间用逗号逗号分开。 铁闪锌矿铁闪锌矿 (Zn, Fe)S ， 黄玉黄玉 Al2SiO4(F,OH)2 。 晶体化学式的应用晶体化学式的应用 未来在专业课功能陶瓷中会经常出未来在专业课功能陶瓷中会经常出现现类质同像替代类质同像替代关系关系。如：如： (Pb,La)(Zr,Ti)O3 第第 三节

16、三节 矿物的形态矿物的形态 教学目标：教学目标：主要掌握影响晶体形态的结构因素主要掌握影响晶体形态的结构因素返回目录n n矿物的形态包括：单体、集合体形态。矿物的形态包括：单体、集合体形态。n n矿物单体的形态矿物单体的形态： 每一种晶体在外形的表现上，有两种表现：每一种晶体在外形的表现上，有两种表现： 不可能超越理想几何形态的范畴（石盐）不可能超越理想几何形态的范畴（石盐） 每个晶体都有自己的特殊性（方解石）每个晶体都有自己的特殊性（方解石） 结晶习性结晶习性 在相同的生长条件下，一定成分的同种在相同的生长条件下，一定成分的同种矿物，总是有它自己的习见形态。矿物晶体的矿物，总是有它自己的习见

17、形态。矿物晶体的这种性质，称为矿物的结晶习性。这种性质，称为矿物的结晶习性。一向延长一向延长：晶体沿一个方向特别发育，柱状、：晶体沿一个方向特别发育，柱状、 针状等针状等二向延展二向延展：晶体沿两个方向特别发育，板状、：晶体沿两个方向特别发育，板状、片状等片状等三向等长三向等长：晶体沿三个方向大致相等发育，等：晶体沿三个方向大致相等发育，等轴状、粒状等轴状、粒状等钙沸石钙沸石绿绿碧玉晶体碧玉晶体橄榄石橄榄石石榴石石榴石多色碧玉晶体多色碧玉晶体石榴子石石榴子石黄铁矿黄铁矿银银云母刚玉刚玉金刚石矿物的标型性：矿物的标型性：不同温度条件下形成的方解石晶体的形态不同温度条件下形成的方解石晶体的形态矿物

18、晶体的结晶习性，主要是由它矿物晶体的结晶习性，主要是由它的内部结构和形成条件决定的的内部结构和形成条件决定的。 即：晶体的内部结构决定着在晶体即：晶体的内部结构决定着在晶体上可能出现的或出现几率最大的单形种上可能出现的或出现几率最大的单形种类；类； 形成条件则十分具体确定了在可能形成条件则十分具体确定了在可能出现的单形种类中实际形成的单形应是出现的单形种类中实际形成的单形应是那些。那些。具体规律具体规律化学成分简单，结构对称程度高的晶化学成分简单，结构对称程度高的晶体，一般呈等轴状。如金刚石、石盐。体，一般呈等轴状。如金刚石、石盐。晶体常沿其内部结构中化学键强的方晶体常沿其内部结构中化学键强的

19、方向发育，如具链状结构的矿物呈柱状、向发育，如具链状结构的矿物呈柱状、针状晶习，如角闪石、金红石等。而层针状晶习，如角闪石、金红石等。而层状结构的矿物则呈片、鳞片状习性，如状结构的矿物则呈片、鳞片状习性，如石墨、云母等。石墨、云母等。晶体上发育的晶面是对应于晶体上发育的晶面是对应于晶格中面网密度较大的晶格中面网密度较大的面网面网。如。如金刚石。金刚石。外部因素是通过直接或间接外部因素是通过直接或间接地改变不同晶面间的相对生长速地改变不同晶面间的相对生长速度而影响晶体习性的度而影响晶体习性的。石英石英 电气石电气石 黄铁矿黄铁矿 矿物集合体的形态矿物集合体的形态 同种矿物的许多个体聚集在一起的群

20、体叫矿物集合体。同种矿物的许多个体聚集在一起的群体叫矿物集合体。显晶集合体显晶集合体 用肉眼或放大镜可分辨出矿物颗粒界限的集合体叫显晶集用肉眼或放大镜可分辨出矿物颗粒界限的集合体叫显晶集合体。描述时，应注意矿物单体的形状、大小、集合方式。合体。描述时，应注意矿物单体的形状、大小、集合方式。 粒状集合体：由各方向发育大致相等的颗粒组成。粒状集合体：由各方向发育大致相等的颗粒组成。 块状集合体：致密块状、土状块状、肉冻状块状。块状集合体：致密块状、土状块状、肉冻状块状。 板状、片状、鳞片状集合体：矿物两向延伸。板状、片状、鳞片状集合体：矿物两向延伸。 柱状、针状集合体：单体一向延伸。柱状、针状集合

21、体：单体一向延伸。隐晶及胶态集合体隐晶及胶态集合体 隐晶质集合体可以由溶液直接凝结而成；也可由胶体隐晶质集合体可以由溶液直接凝结而成；也可由胶体矿物老化而成。矿物老化而成。石英晶簇石英晶簇方解石和沸石的杏仁体方解石和沸石的杏仁体鲕状赤铁矿的鲕状集合体鲕状赤铁矿的鲕状集合体黄铁矿结核黄铁矿结核葡萄石的葡萄状集合体葡萄石的葡萄状集合体肾状赤铁矿的肾状集合体肾状赤铁矿的肾状集合体钟乳石的钟乳状集合体钟乳石的钟乳状集合体辰砂晶簇辰砂晶簇辰砂晶簇辰砂晶簇蓝铜矿晶簇蓝铜矿晶簇蓝铜矿晶簇蓝铜矿晶簇葡萄状集合体葡萄状集合体雄黄晶簇雄黄晶簇萤石晶簇萤石晶簇石石英英晶晶簇簇孔孔雀雀石石石石钟钟乳乳光线石放射状集合

22、体光线石放射状集合体孔雀石孔雀石褐铁矿褐铁矿重晶石重晶石肾铁矿肾铁矿铁铁花花文文石石铜铜银银银银 第四节第四节 矿物的物理性质矿物的物理性质 包括：力、热、电、光、磁等性质。包括：力、热、电、光、磁等性质。 教学目标教学目标: : 1 1、影响矿物硬度的因素影响矿物硬度的因素 2 2、解理产生的结晶学因素解理产生的结晶学因素 返回目录4.1 矿物的光学性质矿物的光学性质矿物对光的反射、折射和吸收等所表现矿物对光的反射、折射和吸收等所表现出来的各种性质出来的各种性质. . 包括颜色、条痕、光泽、透明度。包括颜色、条痕、光泽、透明度。颜色颜色：矿物矿物呈色机理有四种情况呈色机理有四种情况 电子内部

23、跃迁（过渡、镧系、锕系）电子内部跃迁（过渡、镧系、锕系） 离子间的电子转移（两种以上价态共存）离子间的电子转移（两种以上价态共存） 带隙跃迁（硫化物、砷化物）带隙跃迁（硫化物、砷化物） 色心（一种缺陷）色心（一种缺陷）色素离子色素离子： 能使矿物呈色的能使矿物呈色的过渡型离子过渡型离子，主要有主要有TiTi、V V、CrCr、MnMn、FeFe、CoCo、NiNi离子离子；次有次有W W、MoMo、U U、Cu Cu 和稀土元素等的离子和稀土元素等的离子. .惰惰性性气气体体型型离离子子所所构构成成的的矿矿物物, ,对对可可见见光不吸收光不吸收，故呈无色或白色故呈无色或白色 光泽光泽 指矿物表

24、面对可见光的反射能力。主要指矿物表面对可见光的反射能力。主要决定于矿物所具有化学键的性质，是鉴定矿物决定于矿物所具有化学键的性质，是鉴定矿物的重要依据。分为：的重要依据。分为：（1 1） 金属光泽金属光泽：金属磨光面的光泽；：金属磨光面的光泽；（2 2） 半金属光泽半金属光泽：未经磨光的金属表面光泽：未经磨光的金属表面光泽（3 3） 金刚光泽金刚光泽：钻石表面的光泽；：钻石表面的光泽；（4 4） 玻璃光泽玻璃光泽：普通玻璃的光泽；：普通玻璃的光泽； 1 1）具具金金属属键键的的矿矿物物一一般般呈呈金金属属光光泽泽或或半半金属光泽金属光泽；2 2）具具共共价价键键的的矿矿物物一一般般呈呈金金刚刚

25、光光泽泽或或玻玻璃光泽璃光泽；3 3） 具具 离离 子子 键键 或或 分分 子子 键键 的的 矿矿 物物，对对 光光 的的吸吸收收程程度度小小，反反光光很很弱弱，光光泽泽即即弱弱，一般为玻璃光泽。一般为玻璃光泽。 透明度透明度: : 指矿物允许可见光透过的程度。指矿物允许可见光透过的程度。 可分为：可分为： （1 1）透明：隔着薄片可以清晰看到另一侧）透明：隔着薄片可以清晰看到另一侧 的轮廓细节；的轮廓细节； （2 2）半透明：隔着薄片可以看到另一侧的）半透明：隔着薄片可以看到另一侧的物体，但不能分辨其轮廓；物体，但不能分辨其轮廓； （3 3）不透明：基本上不允许可见光的透过。）不透明：基本上

26、不允许可见光的透过。 颜颜颜颜 色色色色无色或白无色或白无色或白无色或白色色色色浅（彩）浅（彩）浅（彩）浅（彩）色色色色深深深深 色色色色金金金金 属属属属 色色色色条条条条 痕痕痕痕无色或白无色或白无色或白无色或白色色色色无色或白无色或白无色或白无色或白色色色色浅色或彩浅色或彩浅色或彩浅色或彩色色色色深色或金属深色或金属深色或金属深色或金属色色色色光光光光 泽泽泽泽透明度透明度透明度透明度玻璃玻璃玻璃玻璃金刚金刚金刚金刚半金属半金属半金属半金属金属金属金属金属透明透明透明透明半透明半透明半透明半透明不透明不透明不透明不透明矿物颜色、条痕、光泽、透明度的相互关系矿物颜色、条痕、光泽、透明度的相

27、互关系颜色颜色颜色颜色光泽光泽透透明明度度条痕条痕条痕条痕: :指矿物在素瓷板上擦划后留下的痕指矿物在素瓷板上擦划后留下的痕迹的颜色。迹的颜色。 4.2 4.2 矿物的力学性质矿物的力学性质 是指矿物在外力的作用下，表现出是指矿物在外力的作用下，表现出来的各种物理性质。来的各种物理性质。 解理、裂理、断口解理、裂理、断口 （1 1）解理解理：矿物晶体在外力作用下，：矿物晶体在外力作用下，沿着一定的结晶学方向破裂成一系列光滑沿着一定的结晶学方向破裂成一系列光滑平面的性质。平面的性质。解理分级解理分级n n极完全解理极完全解理极完全解理极完全解理：解理面大而平坦，极光滑，解理片极：解理面大而平坦，

28、极光滑，解理片极：解理面大而平坦，极光滑，解理片极：解理面大而平坦，极光滑，解理片极薄；薄；薄；薄；n n完全解理完全解理完全解理完全解理：常裂成规则的解理块，解理面大，光滑：常裂成规则的解理块，解理面大，光滑：常裂成规则的解理块，解理面大，光滑：常裂成规则的解理块，解理面大，光滑而平坦；而平坦；而平坦；而平坦；n n中等解理中等解理中等解理中等解理：解理面不大，平坦和光滑程度也较差；：解理面不大，平坦和光滑程度也较差；：解理面不大，平坦和光滑程度也较差；：解理面不大，平坦和光滑程度也较差；n n不完全解理不完全解理不完全解理不完全解理：解理面小且不光滑平坦，碎块上主要：解理面小且不光滑平坦，

29、碎块上主要：解理面小且不光滑平坦，碎块上主要：解理面小且不光滑平坦，碎块上主要是断口；是断口；是断口；是断口；n n极不完全解理极不完全解理极不完全解理极不完全解理：仅在显微镜下偶尔见到零星的解理：仅在显微镜下偶尔见到零星的解理：仅在显微镜下偶尔见到零星的解理：仅在显微镜下偶尔见到零星的解理面。面。面。面。极完全解理极完全解理完完全全解解理理中等解理中等解理无解理无解理 解理产生的基础解理产生的基础 只有只有结晶质矿物结晶质矿物才具有解理。它反应了才具有解理。它反应了晶体结构中不同方向上面网间结合力的差异晶体结构中不同方向上面网间结合力的差异性（性（解理发生在结合力较弱的位置解理发生在结合力较

30、弱的位置）。）。 实际的解理，是由一种或几种因素控实际的解理，是由一种或几种因素控制的。制的。 解理是结晶质矿物的一种稳定的物理解理是结晶质矿物的一种稳定的物理性质。解理是鉴定矿物的重要依据。性质。解理是鉴定矿物的重要依据。解理发生的位置解理发生的位置在面网密度大的面网之间；在面网密度大的面网之间；电性中和的面网之间；电性中和的面网之间；两层同号离子相邻的面网之间；两层同号离子相邻的面网之间；键力较弱的面网之间。键力较弱的面网之间。 原子晶格原子晶格，各方向的化学键力均等化学键力均等，解理面解理面面网密度最大面网密度最大的面网面网。 金刚石的金刚石的111111解理，是由于在金刚石解理，是由于

31、在金刚石结构中，面网密度大的面网为结构中，面网密度大的面网为111111、110110和和100100，这些面网之间，这些面网之间CCCC的距离分的距离分别是：别是： 在在111111之间为之间为0.154nm0.154nm与与0.051nm0.051nm； 在在110110之间为之间为0.126nm0.126nm； 在在100100之间为之间为0.089nm0.089nm。 其中以其中以111111面网间的距离最大，故金刚石面网间的距离最大，故金刚石之解理沿之解理沿l11l11面网发生面网发生 。金刚石中的解理金刚石中的解理 离子晶格离子晶格 因静电作用因静电作用，解理沿由异号离子解理沿由异

32、号离子组成的组成的、且且 d d大的电性中和面网产生大的电性中和面网产生；或者或者，解理面解理面两层同号离子层相邻两层同号离子层相邻的面网的面网。 闪锌矿闪锌矿( (ZnSZnS) )，虽然在，虽然在它的晶格中垂直它的晶格中垂直111111方向方向上的面网间距最大（为上的面网间距最大（为0.236nm0.236nm），但闪锌矿的解），但闪锌矿的解理不平行理不平行111111，而却沿，而却沿110110发生。发生。 这是因为在垂直这是因为在垂直111111方向上锌离子的面网与硫方向上锌离子的面网与硫离子的面网相间成层，相离子的面网相间成层，相邻面网为异号离子，吸引邻面网为异号离子，吸引力大。力大

33、。 而而110110面网间距虽面网间距虽较短（较短（0.19nm0.19nm），但每层），但每层面网内同时分布有锌、硫面网内同时分布有锌、硫两种离子电性中和，面网两种离子电性中和，面网之间连结力较弱，在这种之间连结力较弱，在这种情况下，几何因素退居次情况下，几何因素退居次要地位，而静电因素则起要地位，而静电因素则起主导作用，故垂直主导作用，故垂直1l01l0方方向出现向出现110110解理。解理。闪锌矿中的解理闪锌矿中的解理 多键型多键型的分子晶格分子晶格，解理解理面面由分子键联结分子键联结的面网面网。 金属晶格金属晶格，由于失去了价电子 的金属阳离子金属阳离子为弥漫于整个晶格内 的自由电子自

34、由电子所联系，晶体受力受力时 很易发生晶格滑移晶格滑移而不致不致引起键键的 断裂断裂。故金属晶格金属晶格具强延展性强延展性而无无 解理解理。晶格滑移示意图晶格滑移示意图解理的表示解理的表示 由于解理总是平行于晶体结构中的由于解理总是平行于晶体结构中的面网发生的，所以，如果晶体中平行于面网发生的，所以，如果晶体中平行于某种面网有解理存在的话，那么，某种面网有解理存在的话，那么，与该与该面网构成对称重复的其它方向的面网也面网构成对称重复的其它方向的面网也应该同样存在性质相同的解理应该同样存在性质相同的解理。 因此，晶体上的解理面，可以用单因此，晶体上的解理面，可以用单形符号来表示。形符号来表示。

35、如如方铅矿方铅矿平行于平行于100100的解理，的解理，就代表平行于（就代表平行于（100100）、（）、（010010）和）和（001001）三个方向上的解理，由对称关系）三个方向上的解理，由对称关系可知，这三个方向上的解理性质是完全可知，这三个方向上的解理性质是完全相同的，它们应属同一种解理。相同的，它们应属同一种解理。(2) (2) 裂理裂理矿物受外力作用，有时可沿一定的结晶学方向矿物受外力作用，有时可沿一定的结晶学方向裂成平面的性质，称为裂理或裂开。裂成平面的性质，称为裂理或裂开。裂理主要发生在裂理主要发生在 （1 1）沿着双晶结合面；）沿着双晶结合面；（2 2）沿着晶格中存在杂质夹层

36、的面网间。）沿着晶格中存在杂质夹层的面网间。裂理对矿物的鉴定有辅助意义。裂理对矿物的鉴定有辅助意义。n n(3) (3) 断口断口n n 具极不完全解理的矿物，受外力打击具极不完全解理的矿物，受外力打击后，发生无一定后，发生无一定方向的破裂，其破裂面方向的破裂，其破裂面就是断口。就是断口。n n可作为鉴定矿物的辅助依据。可作为鉴定矿物的辅助依据。n n据其形状可分为：据其形状可分为：贝壳状断口贝壳状断口 呈椭圆形的光滑曲面，具同心圆纹，似贝壳状。呈椭圆形的光滑曲面，具同心圆纹，似贝壳状。锯齿状断口锯齿状断口 呈尖锐锯齿状；呈尖锐锯齿状；纤维状断口纤维状断口 呈纤维丝状；呈纤维丝状；参差状断口参

37、差状断口 呈参差不平的形状；呈参差不平的形状；平坦状断口平坦状断口 断面平坦。断面平坦。石英的贝壳状断口石英的贝壳状断口 硬度硬度矿物抵抗刻划、压入或研磨能力的大小。矿物抵抗刻划、压入或研磨能力的大小。摩氏硬度摩氏硬度(H) (H) ，由十种矿物构成硬度等级的标准。由十种矿物构成硬度等级的标准。 (1(1）滑石）滑石 （2)2)石膏石膏 （3 3）方解石）方解石 4 4）萤石）萤石（5 5）磷灰石）磷灰石 （6 6）正长石）正长石 （7 7）石英）石英 8 8）黄玉）黄玉（9 9）刚玉）刚玉 （1010）金刚石）金刚石 实际工作中：实际工作中： 指甲指甲2 2；铜具；铜具3 3；小钢刀；小钢刀

38、5 55.55.5； 瓷片瓷片6 66.56.5。2.52.53.53.55.55.56 67 7绝对硬度绝对硬度：通常采用的是维克的压入法测定的：通常采用的是维克的压入法测定的硬度值，称维氏硬度（硬度值，称维氏硬度（V.H.NV.H.N）。）。矿物的矿物的硬度，主要取决于晶体结构中联结质点硬度，主要取决于晶体结构中联结质点间的键力强弱间的键力强弱。共价键共价键的矿物，硬度最大。的矿物，硬度最大。分子键分子键的矿物，硬度最低。的矿物，硬度最低。金属键金属键的矿物，硬度也较低。的矿物，硬度也较低。离子键离子键的矿物，硬度取决于离子电价和离子间的矿物，硬度取决于离子电价和离子间距。距。67 44.

39、5蓝晶石晶体的硬蓝晶石晶体的硬度度硬硬度的影响因素影响因素1）化学键化学键的类型类型及强度强度： 矿矿物物的的硬硬度度主主要要取取决决于于其其内内部部结结构中质点间联结力的强弱构中质点间联结力的强弱。 典型原子晶格原子晶格的硬度硬度很高很高；但具以配价键配价键为主的原子晶格原子晶格，因键力键力不太强不太强，故硬度硬度并不高不高。(大多数硫大多数硫化物化物矿物) 离离子子晶晶格格矿物的硬硬度度通常较较高高，但随离子性质离子性质的不同而变化较大变化较大。n n 金属晶格金属晶格矿物的硬度硬度较低较低(某些过某些过渡渡金属金属除外)。n n 分分子子晶晶格格因分分子子间间键键力力极极微微弱弱，其硬度

40、硬度最低最低。n n 以氢键氢键为主为主的矿物的硬度硬度很低很低。n n离子半径离子半径、电价电价、配位数配位数及结构结构的紧密程度紧密程度，决定着键力键力的强弱强弱，影响离子离子 晶格晶格矿物的硬度硬度。n n 当矿物结构类型相同结构类型相同(等型结构等型结构)， 若离子电价相同离子电价相同，则硬度硬度随离子半径离子半径的 减小减小而增高；若离子半径相近离子半径相近，则硬度硬度 随离子电价增高离子电价增高而增大增大。 当结构类型不同结构类型不同，但其他因素类同时，矿物的硬度硬度则随质点堆积质点堆积的紧密程度紧密程度的增高增高（即阳离子阳离子的配位数增高配位数增高）而增大增大。 4.3 矿物的

41、其他物理性质矿物的其他物理性质 比重（密度）比重（密度） 是指矿物（纯净的单矿物）的重量与是指矿物（纯净的单矿物）的重量与4 4o oC C时同体积的水时同体积的水 重量之比重量之比G G比重在数值上与密度相同。大多数矿物的比重在比重在数值上与密度相同。大多数矿物的比重在2 23.53.5之之间。在矿物鉴定工作中，凭经验估量：间。在矿物鉴定工作中，凭经验估量： G G2.5 2.5 轻的矿物轻的矿物G=2.5G=2.54 4 中等比重的矿物中等比重的矿物 G G4 4 重的矿物重的矿物矿物的比重，主要取决于它的矿物的比重，主要取决于它的晶体结构和化学组成晶体结构和化学组成结构的影响结构的影响原

42、子量和原子半径相同或相近时，晶体结构原子量和原子半径相同或相近时，晶体结构越紧密的矿物其比重越大。越紧密的矿物其比重越大。成分的影响成分的影响在结构类型相同而化学组成不同时，矿物的在结构类型相同而化学组成不同时，矿物的比重比重 随所含元素的原子量的增大而增大。随原子随所含元素的原子量的增大而增大。随原子半径的增大而减小。半径的增大而减小。测定方法主要有：测定方法主要有： 比重瓶法比重瓶法 重液法重液法 体积法体积法矿矿 物物化学式化学式金属元素金属元素原子量原子量阳离子阳离子半径（半径（）比重比重方解石方解石菱镁矿菱镁矿菱铁矿菱铁矿菱锌矿菱锌矿CaCO3MgCO3Fe CO3Zn CO340.

43、124.355.965.41.080.800.860.832.713.003.964.13结构相同时，比重与原子量和半径的关系结构相同时，比重与原子量和半径的关系磁性磁性是指矿物可被外磁场吸引或排斥的性质。矿物的是指矿物可被外磁场吸引或排斥的性质。矿物的磁性，对于鉴定、分离、选矿、磁法找矿有意义。磁性，对于鉴定、分离、选矿、磁法找矿有意义。导电性和荷电性导电性和荷电性导电性：指矿物对电流的传导能力。导电性：指矿物对电流的传导能力。导电性导电性绝缘体绝缘体半导体半导体良导体良导体 矿物的导电性主要取决于化学键的性质。矿物的导电性主要取决于化学键的性质。荷电性：荷电性：矿物在外部能量作用下，能激起

44、矿物晶体表面荷电矿物在外部能量作用下，能激起矿物晶体表面荷电 的性质。的性质。 可分为：可分为：荷电性荷电性压电性：压电性：晶体受到定向压力或张力能激起晶体表晶体受到定向压力或张力能激起晶体表面荷电的性质。面荷电的性质。石英。石英。热电性：热电性：某些晶体受热或冷作用时，能激起晶体某些晶体受热或冷作用时，能激起晶体表面荷电的现象。表面荷电的现象。1）压电性压电性： 某些电介质的单晶体电介质的单晶体，当受到定向定向 压力压力或张力张力的作用时，能使晶体垂直于应力垂直于应力的两侧表面两侧表面上分别带有等量的等量的相反电荷相反电荷 的性质。 若应力方向反转应力方向反转，则两两侧表面侧表面上的电荷易号

45、电荷易号。 热电性n某些矿物晶体晶体在加热加热或冷却冷却时，晶体一定结晶方向一定结晶方向的两端两端的表面表面会产生相反电荷相反电荷的性质。 n n如：电气石晶体加热电气石晶体加热到一定温度一定温度时， 其Z轴轴的一端带正电一端带正电，另一端另一端则带负带负电电；将已热已热的晶体冷却冷却，两端电荷变号两端电荷变号。有助于正确地确定确定理解晶体理解晶体的对称性对称性 其他力学性质其他力学性质 （1 1）脆性）脆性 矿物受外力作用时，易破碎的性质。矿物受外力作用时，易破碎的性质。 （2 2）延展性）延展性 矿物在矿物在 锤击或拉伸下，易成为薄片或细丝的性质。锤击或拉伸下，易成为薄片或细丝的性质。 此

46、为金属晶格矿物的一种特性。此为金属晶格矿物的一种特性。 （3 3）弹性）弹性 矿物受到外力作用发生弯曲变形，外力解除后又恢矿物受到外力作用发生弯曲变形，外力解除后又恢复原状的性质。（内应力）复原状的性质。（内应力） （4 4）挠性）挠性 矿物受到外力作用发生弯曲变形，外力作用取消后不矿物受到外力作用发生弯曲变形，外力作用取消后不 能恢复原状的性质。能恢复原状的性质。 矿物的热学性质矿物的热学性质 矿物受热后，所表现出来的各种特征。矿物受热后，所表现出来的各种特征。 导热性导热性 矿物传热的能力。矿物传热的能力。用导热系数表征。卡用导热系数表征。卡/ cm2 ，导热系导热系数与晶体结构及温度有关

47、。数与晶体结构及温度有关。 膨胀性膨胀性等轴晶系的矿物各方向的膨胀系数完全相同，其它晶系等轴晶系的矿物各方向的膨胀系数完全相同，其它晶系的矿物，则随结晶的方向而已。的矿物，则随结晶的方向而已。温度升高，原子间距变化温度升高，原子间距变化膨胀性膨胀性 膨胀系数表征膨胀系数表征。 矿物受热后矿物受热后 熔点熔点 矿物加热，达到一定温度会发生分解，矿物加热，达到一定温度会发生分解，由固态转变为由固态转变为液态液态，转变温度称熔点。，转变温度称熔点。熔点的高低与矿物的化学成熔点的高低与矿物的化学成分及内部结构有关。分及内部结构有关。以离子键为主的矿物，最高；金属键的矿物，次之；以离子键为主的矿物，最高

48、；金属键的矿物，次之；分子键的矿物，最低分子键的矿物，最低。 金金 1062oC 银银 960.5oC 铜铜 1083oC 铂铂 1774oC 铋铋 271oC 铁橄榄石铁橄榄石 1100oC 透透辉石辉石 1319oC 硅辉石硅辉石 1540oC 霞石霞石 1800oC 钠长石钠长石 1100oC 钙长石钙长石 1554oC 刚玉刚玉 2050oC 锆石锆石 3000oC 黄铜矿黄铜矿 500 oC 放射性放射性 放射性元素，能自发地从原子核内部放射出粒子或射放射性元素，能自发地从原子核内部放射出粒子或射 线，同时释放能量。线，同时释放能量。 可利用放射性，可利用放射性，鉴定、利用性质、测绝

49、对年龄鉴定、利用性质、测绝对年龄。其它性质其它性质 易燃性：易燃性：加热后易燃烧的性质。（加热后易燃烧的性质。（S、P、有机物）有机物） 挥发性：挥发性：加热中，某些组分易挥发。（雄黄、雌黄）加热中，某些组分易挥发。（雄黄、雌黄） 吸水性：吸水性：吸收空气中的水分。（高岭石）吸收空气中的水分。（高岭石） 嗅觉：嗅觉： 燃烧或锤击，发散出一定的气味。燃烧或锤击，发散出一定的气味。 味觉：味觉： 易溶矿物所特有的味。（石盐、明矾）易溶矿物所特有的味。（石盐、明矾） 触觉：触觉： 手触摸之感觉。（石墨、滑石、硅藻土）手触摸之感觉。（石墨、滑石、硅藻土）发光性：发光性：受到外界能量激发时，发出可见光的

50、性质受到外界能量激发时，发出可见光的性质 因素：因素：加热、摩擦、阴极射线、紫外线、加热、摩擦、阴极射线、紫外线、X射线。射线。 可分为：可分为： 萤光：萤光：矿物在外界能量激发时发光，激发源撤消，矿物在外界能量激发时发光，激发源撤消， 发光立即停止。（金刚石、白钨矿）发光立即停止。（金刚石、白钨矿） 磷光：磷光：矿物在外界能量激发时发光，激发源撤消矿物在外界能量激发时发光，激发源撤消 后仍能继续发光一段时间。（磷灰石）后仍能继续发光一段时间。（磷灰石） 发光性对矿物的鉴定、找矿、选矿有实际意义发光性对矿物的鉴定、找矿、选矿有实际意义 附：晶体的键性、结构与物理性质的关系附：晶体的键性、结构与物理性质的关系