结晶矿物学复习资料.doc

结晶学第一章：晶体的概念晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体或：具有格子状构造的固体 空间格子：由结点在三维空间作周期性重复排列后构成的无限图形等同点的分布可以体现晶体结构中所有质点的平移重复规律，连接三维空间的相当点，即可获得空间格子空间格子的组成：结点、行列、面网、平行六面体→十四种空间格子特征晶体的基本性质：内能最小性、稳定性、均一性、异向性、对称性、自限性对称性：在晶体格子构造中、在某些方向上、质点的种类和排列方式是相同的，这导致晶体的性质在这些方向上出现相同性 异向性：在晶体格子构造中，在不同方向上质点的种类和排列方式是不相同的，从而导致晶体的性质随方向不同而出现明显差异 晶体的生长方式：气态凝华、液体过饱和、熔体过冷却、固体经复杂条件均可转变为晶体布拉维法则：实际晶体的晶面常常平行于面网密度最大的面网居里-吴尔夫原理：晶体所具有的形态应使其总的表面能最小面角守恒定理：成分和结构均相同的所有晶体，对应晶面夹角恒等面角：晶面法线之间的夹角，其数值等于相应晶面的实际夹角的补角 影响晶体生长外部因素：涡流、温度、杂质、溶液粘度、结晶速度、晶体再生、晶体溶解。

第二章：晶体的对称晶体宏观对称：为晶体外部性质亦即外表形态上的对称性晶体对称的特点：所有的晶体都是对称的、晶体的对称是有限的、晶体的对称既包含几何含义，也包含物理含义对称要素：对称面、对称轴、对称中心、旋转反伸轴9类：C,L1，L2，L3，L4，L6,LI4，LI6，P欧拉定律：任意两个对称要素组合，必然要产生第三个对称要素对称要素组合 ：32种对称型 晶体对称分类体系：32个晶类、7个晶系、3个晶族低级晶族：三斜、单斜、斜方晶系中级晶族：三方、四方、六方晶系高级晶族：等轴晶系 第三章：晶体的定向 晶体定向：就是在晶体上建立坐标系统,即选定坐标轴（晶轴）和确定各晶轴上单位长（轴长）之比（轴率）晶体定向总原则：晶轴选择应符合晶体固有对称性因此，晶轴应首先选取晶体的对称轴或对称面的法线；若无对称轴和对称面，则选取发育较好的平行晶楞作为晶轴尽可能使 a=b=g=90°, a=b=c晶面符号：晶体被定向后，晶面在空间的相对方位被确定，用简单的阿拉伯数字表示晶面在空间方位分布特征的符号第四章：晶体的理想型态单形：由对称要素联系起来的一组晶面的总合或晶体中彼此间能对称重复的一组晶面的组合 代表晶面的选择总原则：1、选择晶面指数中正指数最多的晶面。

尽可能保证h≥0， k≥0， l≥02、在中、低级晶族的单形中，按“先上、次前、后右”的顺序选择代表晶面“先上”—尽可能使l为正，“次前、后右”—尽可能使êhê³úkú 3、在高级晶族中，按“先前、次右、后上”的原则选择代表晶面，尽可能满足êhê³úkê³úlú单形的分类：开形和闭形：根据单形的晶面是否可以自相闭合来划分特殊形和一般形：根据单形晶面与对称要素的相对位置划分左形和右形：互为镜象，但不能以旋转操作使之重合的两个图形，称为左右形正形和负形：两个形态相同的单形，但晶面在空间取向某一晶轴的正方向者被称为正形，如正四面体{111}；晶面在空间取向某一晶轴的负方向者被称为负形，如负四面体{11`1} 同一单形的正形与负形可借助其偶次对称轴作用而重复互为正、负形的两个单形可以同时出现在一个晶体上如在闪锌矿的晶体形态常为正四面体与负四面体两个单形组成 定形与变形：单形中晶面与晶轴间的夹角恒等者称为定形；晶面与晶轴间的夹角可变者被称为变形 聚形：由两个或两个以上的单形聚合而成的晶形 单形相聚的原则：只有属于同一对称型的各种单形才能相聚 矿物学第五章：矿物的晶体化学矿物：自然界各种作用形成的单质或化合物。

矿物的离子类型：惰性气体型、铜型和过渡型离子惰性气体型离子：形成卤化物矿物，氧化物矿物和含氧盐矿物其中含氧盐矿物是最主要的造岩矿物一般称为亲氧元素或造岩元素铜型离子：形成硫化物，长构成金属硫化物矿床最主要的造岩矿物一般称为亲硫元素或造岩元素过渡型离子：亲氧过渡型与氧结合形成氧化物和含氧盐矿物亲硫过渡型与硫结合硫化物矿物球体的最紧密堆积：1、等大球体的最紧密堆积{立方最紧密堆积 六方最紧密堆积}空隙数目：当n个球做最紧密堆积时四面体空隙数=2n八面体空隙数=n最紧密堆积空隙率29.5%2、不等大球体紧密堆积 ：阴离子作最紧密堆积阳离子充填其空隙最紧密堆积原理可适用于许多晶体结构，特别是金属晶格和离子晶格配位数和配位多面体配位数：每个原子或离子周围与之呈配位关系的原子或异号离子的数目影响配位数的因素：质点的相对大小，堆积的紧密程度及质点间化学键的性质配位多面体：以任一原子或离子为中心，将其周围与之呈配位关系的原子或异号离子的中心联线所形成的几何图形 {只知道配位数并不能准确知道离子进入何种孔隙}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这种现象分类：1、完全的类质同象：两种质点可以任意比例相互取代 2、有限类质同象：两种质点的相互代替局限在一个有限的范围内 3、等价的类质同象 4、异价的类质同象 {根据替代离子化合价是否相同} 类质同象的形成条件：1、原子和离子半径2、离子电价{保持总价平衡包括简单的代替，成对的代替，不等量的代替}3、离子类型和化学键{ 离子类型相同，化学键相近}研究意义：有助于阐明矿物床中元素赋存状态、寻找稀有分散元素、进行矿床的综合评价。

有助于了解成矿环境类质同象代替所引起的矿物化学成分的规律变化，必然会导致矿物的一系列物理性质（如颜色、光泽、条痕、比重、硬度、熔点等等）的规律变化，系统地研究这些规律变化的相互关系就可以使我们根据矿物物性的测定来确定矿物组分的变化 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无序：在晶体结构中，两种原子或离子占据着相同的构造单位时，如果他们占据的相同位置的几率是相通的，即分布是任意的则称为无序结构有序：如果原子或者离子的分布是有规律的，不同的质点有固定的位置则称为有序多形：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第六章：矿物的化学成分矿物中的水：不参加矿物晶格的水：吸附水 参加矿物晶格的水：结晶水和结构水 过渡类型的水：层间水和沸石水吸附水：中性水，不带电荷，不进入矿物晶体结构，存在于矿物的表面、裂隙中，失水温度很低（0-110℃之间）含量不固定，随环境温度和湿度而变，不计入化学式(胶体水除外) 吸附水的存在不影响矿物的结构 结晶水：以中性水分子的形式存在于晶体结构中，有固定的位置和配位数，有固定的含量，失水温度高（110-230℃），并影响矿物的结构和性质。

结晶水多出现于具有大半径络阴离子的含氧盐矿物中，有一个或几个固定的脱水温度 .结构水：以H+, H3O+, (OH)-形式存在于晶体结构中有固定的位置和确定的含量比 ，失水温度高（500,600-1200℃），失水后，很难重新得到失水后，离子发生重新排列，变为另一种矿物，矿物中结构水的作用（1）平衡晶体中多余的电荷（2）充填结构空隙 层间水与沸石水：以中性水分子的形式存在于层状硅酸盐结构单元层之间（层间水）或架状结构硅酸盐沸石族矿物结构的孔隙和空洞中（沸石水）参与晶格但含量与吸附阳离子的种类以及环境的温度和湿度有关，介于结晶水和吸附水之间有一定的配位数，失水后，矿物结构基本不变，只是矿物的物理化学性质发生一些变化，失水温度低，失水后可以重新获得 第七章：矿物的形态 晶体习性(结晶习性): 1、一向延长：晶体沿一个方向特别发育形态常程柱状、针状、毛发状和纤维状等 2、二向延长：晶体沿一个平面方向特别发育形态常程板状、片状、薄片状或薄层等 3、三向延长：晶体沿三个方向同等发育形态常程轴状、粒状、块状等晶面条纹：一种晶体生长现象，只见于晶面上，故又称生长纹或聚形纹 蚀象：晶体形成后，晶面因受溶蚀而形成的凹坑（溶蚀坑）。

平行连生：同种晶体彼此平行的连生在一起，连生着的每一个晶体的相对应的晶面和晶棱都是相互平行的 双晶：两个或两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生构成双晶的两个个体之间其结晶格子不平行，不连续第八章：矿物的物理性质光学性质定义：对光选择性吸收的结果颜色：对光选择性吸收的结果（反射、吸收、透射）矿物对光全部吸收时，矿物呈黑色；对所有波长的色光均匀吸收，矿物呈不同程度的灰色；基本上都不吸收则为无色或白色；选择吸收某些波长的色光，矿物呈现吸收色光的互补色矿物的呈色机理 ：A、带隙跃迁--电子在能带能级上的充填首先成对充填在较低能量的能级上B、内电子转移——过渡元素离子的呈色 C、电荷转移——含不同价态离子矿物的呈色D、色心呈色E、物理光学效应—光的反射、干涉等物理因素所引起的矿物成色自色：是指矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色.自色对矿物鉴定有着重要的意义他色：是由杂质、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，亦即反射光所呈现的颜色不透明矿物因吸收非常强，因而表现的都是表面色反射光：是矿物表层对透射光吸收后的再辐射，而且某个波长范围内的色光吸收的越多再辐射时它们的强度也越大，从而使矿物呈现相应的表面色。

表色：不透明矿物因吸收非常强，因而表现的都是表面色条痕：矿物的条痕是指矿物粉末的颜色透明度：矿物的透明度是指矿物可以透过可见光的程度光泽：矿物的光泽是指矿物表面对光的反射能力光泽的强弱用反射率R来表示反射率是指光垂直入射矿物表面时的强度与反射光强度的比值力学性质－解理、裂理、断口、硬度、比重矿物的解理 ：定义：矿物受外力（敲打、挤压等）作用后，沿着一定的结晶方向发生破裂，形成一系列光滑平面的性质解理原因：= 解理是由矿物的晶体结构决定的= 解理产生在面网间化学键力最弱的方向A 解理面一般平行于面网密度最大的面网B 平行于由异号离子组成的电性中和的面网C 当相邻面网为同号离子的面网时，其间易产生解理D 平行于化学键力最强的方向解理的分级：A 极完全解理 云母、石墨、辉钼矿等；B 完全解理 如方解石、方铅矿、萤石等；C 中等解理 白钨矿D 不完全解理 磷灰石E 极不完全解理 石英、黄铁矿解理——面网，性质相同的面网产生相同的解理无论完整与否，无论大小如何，同种矿物具相同的解理矿物的断口：矿物受外力作用，在任意方向破裂所形成的凹凸不平的断面 矿物的裂理 ：定义：矿物在外力作用下沿一定结晶方向裂开的性质区别：解理——晶质矿物的固有特性，同种矿物具有相同解理裂理——矿物的非固有特性，同种矿物并非都具有裂理，但若产生裂理，必在相同的方向上矿物的硬度 ：定义：硬度是指矿物抵抗外来刻划、压入或研磨等机械作用的能力1．化学键类型及强度：共价键 》 离子键 》 金属键 》 分子键 》 氢键2．对于具有离子晶格的矿物其离子键的强度随离子半径和离子电价而异矿物的脆性和延展性定义：矿物受外力作用容易破碎的性质称为脆性定义：矿物在锥击或拉引下，容易形成薄片和细丝的性质称为延展性。

相对密度：矿物在空气中的重量与4℃时同体积。