晶体的概念、对称和分类.ppt

造岩矿物学 主讲 谢庆宾 电话 010 8973391e mail xieqingbin 绪论 造岩矿物学 矿物学的一个分支 研究对象是组成岩石的矿物 即研究造岩矿物的类型 成分 结构 鉴定识别方法 以及造岩矿物的成因产状 在岩石中的组合规律和变化条件等 结晶学 晶体光学 矿物学 储集油气 岩石 矿物 晶体 绝大多数矿物是晶体 工具 偏光显微镜 晶体光学的理论和方法 结晶学 学习该课程的目的和目标 熟练掌握矿物的鉴定方法 熟练掌握主要的造岩矿物 为后续岩石学课程的学习打下坚实的基础 课程安排 总计学时 56学时 其中讲课26学时 实验30学时 实验共分5组 一个班为一组第一组 1班 实验时间 周六8 9 40第二组 2班 实验时间 周六9 50 11 30第三组 3班 实验时间 周六13 30 15 10第四组 4班 实验时间 周六15 20 17 00第五组 5班 实验时间 周六晚18 30 20 10 实验指导教师 谢庆宾王春英温顺久 实验课地点 新科研楼711 周五上理论课 周二课到周六全天 考核方式 闭卷理论考试 实验考试成绩组成 平时成绩30 考试70 3次不参加上课或3次不交作业 不得参加考试 矿物 是地壳上各种地质作用形成的 在一定的物理化学条件下相对稳定的自然物体 其中绝大部分是结晶质的单质和化合物 它们具有比较固定的化学组成和晶体结构 因而也表现一定的形态和物理 化学性质 而另有少数矿物为非晶质的液体 水 汞等 气体 H2S He等 或胶体 蛋白石等 状态 它们也有一定的成分和物理性质 但一般没有结晶质那么固定 矿物学 研究矿物的化学成分 内部结构 形态 性质 成因 产状 共生组合 变化条件 用途及它们之间内在联系的学科 矿物学的研究直接为找矿和勘探服务 是岩石学和矿床学的基础 第一篇结晶学基础 第一章晶体的概念 对称和分类 一 晶体的定义 二 晶体的对称性 三 对称要素和对称操作 四 对称型的概念 五 晶体的分类 一 晶体的定义 1 原始定义 具有天然长成的 非人工琢磨而成 规则的几何多面体形态的固体 存在问题 规则与不规则的同一矿物颗粒所有性质相同 形成几何多面体形态 只是晶体在一定条件下的一种外在表现 NaClSiO2等 不规则的NaCl颗粒 NaCl过饱和溶液 生长 立方体状NaCl晶体 一 晶体的定义 2 现代定义 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 二 晶体的对称性 相同的部分通过一定的操作 旋转 反映 反伸 作彼此可以重合起来 使图形恢复原来的形状 对称 就是物体上相等部分有规律的重复 须满足的条件 对称的图形必须由两个以上的相同部分组成 晶体的对称既包含几何含义 也包含物理含义 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 三 对称要素和对称操作 对称操作 为使晶体上的相同部分作有规律的重复所进行的操作 反伸旋转反映 对称要素 在进行对称操作时所凭借的辅助几何要素 点线面 定义 将物体 图形 平分为互为镜象的两个相同部分的假想平面 一 对称面 P 构成对称面的条件有二 一 该平面将晶体分成相等的两部分 二 这两部分互呈镜像关系 对称操作 对于此面的反映 标志 两部分上对应点的连线是否与对称面垂直等距 垂直并平分某些晶面垂直晶棱并通过它的中心包含晶棱 对称面可能出现的位置 对称面的数目 0 P 9 寻找对称面的方法 把晶体固定在一个位置不要乱动 视线从不同方向去观察 首先找直立方向的对称面 然后再找水平方向的对称面 以免重复或漏掉 举例 立方体 二 对称轴 Ln 定义 通过晶体几何中心的一根假想的直线 对称操作 是围绕此直线的旋转 特征 当图形围绕此直线旋转一定角度后 可使相同部分重复 重复时所旋转的最小角度称基转角 旋转一周重复的次数称为轴次 n n 360 晶体上不可能出现五次或高于六次的对称轴 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 晶体对称定律 A 过一对平行晶面的中心B 过一对晶棱的中心C 相对两角顶的连线D 角顶 晶面中心和棱中点任意两个的连线 数目 0 L2 6 0 L3 4 0 L4 3 0 L6 1 对称轴可能出现的位置为 除L2外 L3 L4 L6为高次对称轴 寻找对称轴的方法和步骤 用两手指拿住轴的两端 使晶体旋转3600 看相同的晶面 晶棱和角顶重复出现的次数 举例 定义 位于晶体几何中心的一个假想的点 对称操作 是对此点的反伸 特点 如果通过此点作任意直线 则在此直线上距对称中心等距离的两端上必定可以找到对应点 识别标志 两两成对对对平行同形等大方向相反 三 对称中心 C 所有晶面 对称心可以没用或只有一个对称心 寻找方法 将晶体模型放在桌上 看晶体上面是否有一晶面与下面的晶体 与桌面接触的晶面 平行而且相等 把晶体转动 重复这样的观察 如果晶体上所有的晶面都可以找到与其平行而且相等的晶面 说明晶体有对称心 否则没有对称心 举例 四 旋转反伸轴 Lin 定义 一根过晶体几何中心假想的直线对称操作 围绕此直线的旋转和对此直线上的一个点反伸的复合操作 可是晶体形态复原 旋转反伸轴与其他对称要素之间的关系 Li1 C Li2 P Li3 L3 C Li6 L6 P Li4 四对称型的概念 概念结晶多面体中全部对称要素的组合 种类32种 按照一定的顺序书写 3L44L36L29PC 五晶体的对称分类 32个晶类 高级 中级 低级晶族 7大晶