结晶学与矿物学.ppt

结晶学与矿物学结晶学与矿物学下面是第下面是第5章章: 晶体的理想形状晶体的理想形状 1晶体的理想形态晶体的理想形态•1. 单形和单形符号•2. 47种几何单形和147种结晶学单形•3. 单形的理论推导•4. 单形的命名•5. 聚形及聚形分析结晶学与矿物学结晶学与矿物学2结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形的概念单形的概念单形单形( (simple form)simple form)–晶体中彼此间能对称重复的一组晶面的组合，＝点群之全部对称元素作用而相互联系起来的一组晶面–单形中晶面的数目？–所有晶面性质、大小、形状完全等同3结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形符号单形符号• •单单单单形形形形符符符符号号号号（形号）：以简单的数字符号的形式来表征一个单形的所有组成晶面及其在晶体上取向的一种结晶学符号• •单形符号的构成单形符号的构成单形符号的构成单形符号的构成：在同一单形的各个晶面中，按一定的原则选择一个代表晶面，将它的晶面指数顺序连写而置于大括号内，例如写成{ {h k l}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、后上先前、次右、后上”。

4结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形符号单形符号• 四方晶系 • 上－－ Z轴正端 (111)，(1-11)，(-111)，(-1-11) • 前－－X轴正端 (111)，(1-11)，(1-1-1)，(11-1) • 右－－ Y轴正端 (111)，(11-1)，(-111)，(-1-11) {111}5结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形符号单形符号111 111 _111 __111 _ 110 101 011 011 _110 _ 101 _100010001• 等轴晶系 • 前－－X轴正端 • 右－－ Y轴正端 • 上－－ Z轴正端 6结晶学与矿物学结晶学与矿物学146种结晶学单形种结晶学单形考虑的对称的因素的单形考虑的对称的因素的单形考虑的对称的因素的单形考虑的对称的因素的单形 晶体中所可能有的全部单形146种表5-1～5-7，教材p.60～627结晶学与矿物学结晶学与矿物学47种几何单形种几何单形•从单形单独存在时的几何形状（不考虑单形的对称性时），146种结晶学上不同的单形便可归并为几何性质不同的47种几何学单形–整个单形的形状，如柱、双锥、立方体等；–横切面的形状，如四方柱、菱方双锥等；–晶面的数目，如单面、八面体等；–晶面的形状，如菱面体、五角十二面体等。

47种单形的几何特征表5-8～5-10，教材p.63～658结晶学与矿物学结晶学与矿物学47种几何单形种几何单形 17种开形的立体形态 及其极射赤平投影 9结晶学与矿物学结晶学与矿物学47种几何单形种几何单形 30种闭形的立体形态 及其极射赤平投影 10结晶学与矿物学结晶学与矿物学47种几何单形种几何单形 30种闭形的立体形态及其极射赤平投影(续) 11结晶学与矿物学结晶学与矿物学47种几何单形种几何单形 30种闭形的立体形态及其极射赤平投影(续) 12结晶学与矿物学结晶学与矿物学47种几何单形种几何单形 30种闭形的立体形态及其极射赤平投影See Java applet 13结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形的理论推导单形的理论推导•画出给定点群的wulff网投影•1) 对低级晶族的点群, 考虑如下位置:{ {hklhkl}, {0kl}, {h0l}, {hk0}, {100}, {010}, {001}}, {0kl}, {h0l}, {hk0}, {100}, {010}, {001} 2) 对四方晶系的点群, 考虑如下位置:{ {hklhkl}, {}, {hhlhhl}, {h0l}+{0kl}, {hk0}, {110}, {100}, {001}}, {h0l}+{0kl}, {hk0}, {110}, {100}, {001} 3) 对三六方晶系点群, 考虑如下位置:{ {hkilhkil}, {}, {hhhh-2hl}, {h0-hl}, {11-20}, {10-10}, {0001}-2hl}, {h0-hl}, {11-20}, {10-10}, {0001} 4) 对高级晶族的点群, 考虑如下位置:{ {hklhkl}, {}, {hhlhhl}, {}, {hkkhkk}, {hk0}, {111}, {110}, {100}}, {hk0}, {111}, {110}, {100}•对原始晶面进行对称操作, 画出所有晶面的投影, 然后判断是何种单形.14结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形的理论推导单形的理论推导低级晶族单形低级晶族单形mmmmmm1. {1. {hklhkl} }•蓝色图形为对称要素投影•红色圆圈为原始晶面•绿色图形是经过对称操作后投影的晶面•此单形共8个晶面, 每个晶面均与晶轴相交•判断此单形为斜方双锥斜方双锥15结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形的理论推导单形的理论推导低级晶族单形低级晶族单形mmmmmm2. {0kl}2. {0kl}•蓝色图形为对称要素投影•红色圆圈为原始晶面•绿色图形是经过对称操作后投影的晶面•此单形共4个晶面, 每个晶面均与晶轴相交•判断此单形为斜方柱斜方柱16结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形的理论推导单形的理论推导低级晶族单形低级晶族单形mmmmmm: 3. {h0l}, 4. {hk0}: 3. {h0l}, 4. {hk0}•蓝色图形为对称要素投影•红色圆圈为原始晶面•绿色图形是经过对称操作后投影的晶面•此两者单形各4个晶面, 判断此单形为斜方柱斜方柱17结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形的理论推导单形的理论推导低级晶族单形低级晶族单形mmmmmm: : 5. {100}, 6. {010}, 7. {001}5. {100}, 6. {010}, 7. {001}•蓝色图形为对称要素投影•红色者为{001}晶面•绿色者为{010}晶面•黄色者为{100}晶面•此三种单形各2个晶面, 判断此单形为平行双面平行双面18结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形的理论推导单形的理论推导四方晶系单形四方晶系单形4/4/mmmmmm: : 1. {1. {hklhkl} }•蓝色图形为对称要素投影•红色圆圈为{hkl}原始晶面•绿色者为对称操作后的晶面•此单形有16个晶面, 判断此单形为复四方双锥复四方双锥19结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形的理论推导单形的理论推导四方晶系单形四方晶系单形4/4/mmmmmm: : 2. {2. {hhlhhl} }•蓝色图形为对称要素投影•红色圆圈为{hhl}原始晶面•绿色者为对称操作后的晶面•此单形有8个晶面, 判断此单形为四方双锥四方双锥• •{ {h0l}h0l}和和{ {0kl}0kl}也为四方双锥也为四方双锥20结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形的理论推导单形的理论推导等轴晶系单形等轴晶系单形m3m: m3m: •蓝色图形为对称要素投影•可考虑图中的弧三角形, 共7种位置21结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形的理论推导单形的理论推导等轴晶系单形等轴晶系单形m3m: m3m: 1. {hkl}•蓝色图形为对称要素投影•红色圆圈为原始晶面•绿色图形为对称操作后的晶面投影此单形为共48个晶面, 为六六八面体八面体•自己推导其他位置的可能单形22结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形的命名单形的命名• •一般形一般形( (general form)general form)和特殊形和特殊形( (special form)special form): : –一般形的晶面与对称要素间具有一般的关系, {hkl}, {hkil}一般形; 如晶面与对称要素间垂直、平行或等角度相交, 则为特殊形;• •开形开形( (open form)open form)和闭形和闭形( (closed form):closed form): –由一个单形本身的全部晶面不能围成封闭空间的单形, 称为开形, 否则为闭形. 单面、平行双面以及各种柱和单锥共17种单形为开形; 闭形共有30种;• •定形定形( (fixed form)fixed form)和变形和变形( (unfixed form):unfixed form): –若其晶面间的角度为恒定者，则属于定形，反之，即为变形。

;• •左形左形( (left-hand form)left-hand form)和右形和右形( (right-hand form):right-hand form):–形状完全相同而在空间的取向正好彼此相反的两个形体，若相互间不能借助于旋转、但可借助于反映而使两者的取向达到一致，此二同形反向体即构成左形和右形23结晶学与矿物学结晶学与矿物学单形的命名单形的命名24结晶学与矿物学结晶学与矿物学聚形和聚形分析聚形和聚形分析• •聚形聚形( (combinations):combinations): –两个或两个以上单形的聚合称为聚形–在任何情况下，单形的相聚必定遵循对称性一致的原则，即在146种结晶学单形中，只有属于同一点群的单形才会相聚只有属于同一点群的单形才会相聚!!!!!!• •聚形分析聚形分析–同一单形的晶面形状, 大小, 性质完全相同;–一个聚形最多可能由7种单形相聚;–一个聚形中所有单形的对称性均属于同一点群;• •聚形分析程序聚形分析程序–找出所有对称要素, 确定点群, 晶系和晶族;–根据原则进行晶体定向;–确定单形的数目, 以及每种单形的晶面数, 与对称要素间关系等;–确定单形25结晶学与矿物学结晶学与矿物学聚形和聚形分析聚形和聚形分析四方柱和四方双锥的聚形相聚示意图 立方体和菱形十二面体及其聚形26。