结晶学复习资料

结晶学与矿物学资料一、 名词解释1、 晶体：凡是具有格子构造的固体就叫晶体。2、 格子构造：晶体内部质点做周期性重复。3、 空间格子：晶体内部结构中质点做周期性重复排列的几何图形。（反映晶体格子构造规律的几何图形）4、 科赛尔理论：（1）在理想条件下晶体长完了一个行列再长相邻的行列，长满了一个面网再长相邻的面网。（2）晶面是平行向外推移的。5、 布拉维法则：在晶体生长过程中，面网密度小的晶面将逐渐缩小直至消失，面网密度大的晶面则相对增大而成为实际的晶面，因此实际晶面往往被面网密度大的晶面所包围。6、 面角守恒定律：同种物质的对应面间夹角相等。7、 对称：是指物体中相同的部分有规律的重复。8、 单型：由同形等大的晶面组成的晶体称为单行。（或者说单行是由对称要素联系起来的一组晶面的总合。）9、 双晶：是同种晶体的规则连生，相邻的两个单体间互成镜像的关系，或其中一个单晶体旋转180后与另一个重合或平行。10、 平行连生：由若干个同种的单晶体，按所有对应的结晶学方向全部相互平行的关系而组成的连生体。11、 矿物：是指地质作用中形成的单质或化合物，具有相对固定的化学成分和确定的晶体结构，在一定的物理化学条件范围内稳定，是组合岩石和矿物的基本单元。12、 配位数和配位多面体：（1）每个原子或离子周围最相邻的原子或异号离子的数目称为该离子或原子的配位数。（2）以一个原子或离子为中心，将其周围与之成配位关系的原子或离子的中心连接起来，所获得的多面体称为配位多面体。13、 同质多象：相同的化学成分在不同的环境下可以形成不同的矿物。14、 胶体：是一种或多种粒径介于1—100nm之间物质微粒分散在另一种物质中形成不均匀的细分散体系。15、 晶体习性：矿物晶体在一定的外界条件下，常常趋向于形成某种特定的习见形态。16、 解理：矿物受力后，沿着一定的结晶方向裂开成光滑平面的性质。17、 假象：交代强烈时，原矿物可全部为新形成的矿物所替代，但仍保持原矿物的晶形。18、 三八面体结构和二八面体结构：（1）三个八面体中心位置均为二价离子占据时，所形成的结构为三八面体结构。（2）充填的为三价离子，为使电价平衡，这三个八面体位置将只有两个为离子填充，有一个空着，所形成的结构为二八面体结构。二、 简答和问答1、面网密度越大，面网间距也就越大，这句话对吗？请画图解释。答：这句话是正确的，如图所示，同一点阵中，面网密度大的面网，其面网间距亦大；反之，密度小间距亦小。2、晶体对称的特点答：（1）所有晶体都是对称的（因为一切晶体都具有格子构造）。（2） 晶体的对称是有限的（晶体的对称受格子构造的严格控制）。（3） 晶体的对称不仅表现在外形上，还表现在物理化学性质上。（由格子构造决定）3、 晶族，晶系的划分依据及各晶系的特点。答：晶族的划分依据：根据高次轴对称轴数目分为高、中、低三个晶族。晶系的划分依据：根据晶族中各晶类所具有的对称要素特点，进一步把三个晶族分为七个晶系。各晶系的对称特点：低级晶族：（1）三斜晶系：无对称面，无对称轴。（2）单斜晶系：L2或P的数目不多于一。（3）斜方晶系：L2或P的数目多于一。中级晶族：（1）四方晶系：有一个L4或L4i（2）三方晶系：有一个L3（3）六方晶系：有一个L6或Lei高级晶族：等轴晶系，有4个L3（放在第二位）4、 聚型的概念及特点。答：聚形的概念：有两个或两个以上的单形聚合而成的晶形称为聚形聚形的特点：（1）聚形中，同一单形的晶面是同形等大的（不同单形的晶面一般大小形态不同）（2）聚形中，每个单形晶面数目不变。（3）聚形的形成并不是任意的，一般只有相同对称型的单形才能组合形成聚形。（只有中级晶族的柱类和锥形可以和低级晶族的单面和平行双面聚合）5、 类质同象的概念，分类及其影响因素，试举例说明。答：概念：晶体结构中的部分质点被类似的质点所替换，相互替换的质点在晶体结构中占据相同的位置，质点的替换只引起晶格参数的微小变化及物理化学性质的规律变化，但晶体构造类型和键性不发生根本变化，这种现象称为类质同象。分类：1.根据两种组分在晶格中相互替换的数量可分为：（1） 完全类质同象：如橄榄石（Mg,Fe）[SiO]中Mg2+和Fe2+可以完全相互替换。4（2） 不完全类质同象：如闪锌矿ZnS中Fe2+可以替代部分Zn2+。2.根据相互替代的离子电价可分为：（1） 等价类质同象：如橄榄石中Fe2+对Mg2+的替代。（2） 异价类质同象：如斜长石（Na[AlSiO]—Ca[AlSiO]）中Na+替代C即的同时有AL+38 2 28对Si4+的代替。影响因素：相似的原子或离子半径；相互替换的离子总电价应相等；离子的类型和键性必须相似；温度（升温有利于类质同象的形成）；组分浓度、PH值、压力。6、 简述形成矿物的地质作用。答：按作用的性质和能量来源，可分为：内生作用、外生作用和变质作用。（1）内生作用是指由于岩浆的冷却分异等过程，其中的物质通过各种物理化学反应形成的矿物作用。内生作用包括岩浆作用、火山作用、伟晶作用和热液作用。（2）外生作用包括风化作用和沉积作用。（3）变质作用包括接触变质作用和区域变质作用。7、 简述硫化物及其类似化合物大类的晶体化学特征及其物性特征。答：晶体的化学特征：硫化物及其类似化合物中原子间的键性复杂，不仅表现共价键性，还显示一定的离子键性，甚至还有金属键性。晶体的物性特征：（1）金属色、金属光泽、条痕色深、不透明。少数硫化物具金刚光泽、半透明。（2） 部分矿物具完好的解理，另些矿物无解理。（3） 单硫化物和含硫盐矿物硬度小于小刀，对硫化物及其类似化合物，其硬度大于小刀。（4） 熔点低，相对密度较大。8、 简述氧化物大类的晶体化学特征及物性特征。答：化学特征：氧化物中以离子键为主，氢氧化物的晶体结构中，由（OH）-或（OH）-和02-共同形成紧密堆积，晶体结构主要是层状或链状，除离子键外，还往往存在氢键。物性特征：（1）形态：氧化物常见呈粒状、致密块状集合体；氢氧化物则常见为细分散胶态混合物。（2） 硬度：氧化物的硬度较高，氢氧化物的硬度较低。（3） 解理：氧化物一般解理不发育，氢氧化物往往发育一组完全、极完全解理。（4） 密度：氧化物的相对密度变化较大。氢氧化物的相对密度较小。（5） 光学性质：惰性气体型离子Mg、Al、Si等的氧化物和氢氧化物，通常呈浅色或无色，半透明至透明，以玻璃光泽为主。而阳离子为过渡型离子时，则呈深色或暗色，不透明至微透明，表现出半金属光泽，且磁性增强。9、 简述硫化物及其类似化合物的分类，试举例。答：按阴离子的类型分为：（1）单硫化合物：阴离子为简单的S2-、Se2-等，如方铅矿PbS,黄铜矿CuFeS2。（2） 对硫化合物：阴离子为两个原子以共价键结合后形成的双原子，如黄铁矿FeS2。（3） 含硫盐：阴离子为半金属As、Sb、Bi与S结合而成的离子团，如黝铜矿Cu12Sb：S13。10、简述硅酸盐五种络阴离子的结构特点及其通式。 12413TOC\o"1-5"\h\z答：（1）岛状络阴离子：常见有单个硅氧四面体［SiO」4-或双四面体［SiQ］6-等，在结构中孤立存在。彼此间靠其它金属阳离子连接。4 27（2） 环状络阴离子：硅氧四面体彼此间共用两个角顶构成封闭的环状，通式为［SiO」2n-（） "（3） 链状络阴离子：单链中每个硅氧四面体以两个角顶分别与相邻的两个硅氧四面体连接成一维无限延伸的连续链。通式为】Si2O6］4n-。双链相当于两个单链组合而成，通式为［SiQ」6n-。 n（4） 层状络阴或子：每一个硅氧四面体均以三个角顶分别与相邻的四面体连接，组成在二维空间内无限延伸的层，通式为［SiQ］4n-。（5） 架状络阴离子：每一个硅氧四面体均以其全部四个角顶与相邻的四面体连接，组成在三维空间中无限延伸的骨架，在架状结构中有一部分硅氧四面体被铝氧四面体所代替。通式为［（AlSi）O2］x-。11、 简述Al在硅酸盐中曲作用\试举例。答：（1）Al可以呈4次配位，代替部分的Si4+进入络阴离子，形成铝硅酸盐，如钠长石NalAlSiQ］。（2） Al可以呈6次配位，存在于硅氧骨干之外，作为阳离子，形成铝的硅酸盐，如高岭石Al4［Si4O10］（OH）8（3） Al的两种配位形式可以同时存在于同一构造中，形成铝的铝硅酸盐，如白云母KAl2［AlSi3O8］（OH）212、 论述硅酸盐类矿物的物性特征。答：物性特征：（1）解理：岛状结构三向等长者，一般无解理；柱状者，一般有平行C轴的解理；片板状者一般有平行底面的解理。链状结构者多为平行于链的柱状解理。环状结构如有解理，则为平行于底面或柱面的解理。层状结构者具有完全的平行于底面的解理。（2） 比重：架状结构者比重较小，岛状比重较大，链状、层状和环状结构者介于其间。（3） 颜色：在薄片中全部透明。（4） 硬度：除层状结构外，硅酸盐矿物硬度较高，岛状最高，环状一链状结构依次降低。13、 简述辉石与角闪石的相同点与异同点。答：相同点：（1）具有相似的化学成分。（2）绝大多数为单斜晶系，少数为斜方晶系。（3） 晶体沿链间发育为柱状、针状、纤维状。（4） 矿物颜色类似、硬度较大皆发育两组柱面解理。不同点：（1）形态上：角闪石的柱状更明显、更长。（2）晶体横断面：辉石：呈假八边形。角闪石：假六边形或假菱形。（3） 解理夹角：辉石：87或93。角闪石：124或56。（4） 附加阴离子:辉石：无。角闪石：OH。14、 试用格子构造解释面角守恒定律。答：成分和构造相同的晶体，其对应晶面的面网相同，其夹角必然相等，晶体生长时晶面又是平行向外推移的。因此，不论晶体生长的形态如何