结晶学与矿物学复习重点汇总Word格式.docx

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　1）晶体乃就是一种均一得各向异性体、

　　2）非晶质体一般表现为等向性,其性质一般不随方向而改变。

　3）晶体具异向性,并不排斥在某些特定得方向上得性质相同。

4,对称性:

晶体得相同部分（如外形上得相同晶面、晶棱或角顶,内部结构中得相同面网、行列或质点等）或性质,能够在不同得方向或位置上有规律地重复出现、

5,最小内能性:

在相同得热力学条件下,与同种化学成分得非晶质体、液体及气体相比,以晶体得内能为最小。

物质结晶时发生放热反应,而破坏晶格时则发生吸热反应、

　6,稳定性:

在相同得热力学条件下,对于化学成分相同得物质,以不同得物理状态存在时,其中以结晶状态最为稳定。

　晶体得稳定性就是晶体具有最小内能性得必然结果、

　　非晶质体不稳定,或仅就是准稳定得,有自发地转变为晶体得必然趋势、

结晶学得研究内容:

　1）研究晶体得发生、成长、变化,及其人工合成;

2）研究晶体得几何外形、内部结构,及其规律性与不完善性;

　　3）研究晶体得物理性质,及其机理与利用;

　4）研究晶体得成分、结构与性质之间关系得规律性等。

第二章（大致了解）:

歪晶:

偏离本身理想晶形得晶体。

面角:

　晶面法线间得夹角（其数值等于相应晶面间夹角之补角）。

面角守恒定律（斯丹诺定律）:

同种晶体之间,对应晶面间得夹角恒等。

极射赤平投影:

以赤道平面为投影面,以南北极为目测点（视点）,将球面上得各个点、线进行投影。

晶体中晶面得球面投影:

晶面法线与投影球面得交点即为该晶面得球面投影点。

晶棱、对称轴、晶带轴、结晶轴、双晶轴等各种直线方向得投影:

　　　首先将直线平移至通过投影球球心,再延长使其与球面相交于两点,即为该直线方向得一对球面投影点。

对称面、双晶接合面、双晶面等平面得投影:

　首先将平面平移,使其通过投影中心,再延展之,与球面相截成一个大圆,即为该平面得球面投影、

晶面之球面投影点在球面上得方位可以用:

极距角ρ与方位角φ来确定、也称极坐标。

极距角（ρ）:

投影轴与晶面法线间得夹角,亦即球面投影点与北极（N）之间得弧角。

方位角（φ）:

包含该晶面法线得子午面与零子午面（φ=０º

）之间得夹角、

球面投影转换为极射赤平投影:

　　　以南极S（或北极N）作目测点,将球面上得各点、线投影于赤道平面上、即:

由南极S（或北极N）向球面上得投影点作连线,其与赤道平面得交点便就是该球面投影点得极射赤平投影点。

第三章（重点）:

对称得条件:

　①必须具有若干个彼此相同得部分;

　　　　　②这些相同部分就是有规律地重复出现得。

晶体对称得特点:

①　普遍性:

一切晶体都就是对称得。

　　②特殊性:

晶体得对称就是有限得。

遵循“晶体对称定律”。

　　　③双重性:

晶体得对称不仅包含着几何意义,也包含着物理意义:

不仅体现在外形上,也体现在性质上、

对称要素:

　　对称面（P）:

将图形平分为互为镜像得两个相等部分得假想平面（或称镜面）。

　　晶体上P可能出露得位置:

①垂直平分晶面与晶棱;

　　　　　　　②　包含一对晶棱,并平分晶面夹角、

对称中心（C）:

为一假想点,所对应得对称操作为反伸,过该点直线上距对

　　　　　称中心等距离得位置上必定可以找到对应点。

　　晶体具C得标志:

晶体上所有得晶面均两两平行、同形等大、方向相反。

　对称轴（Ln）:

为假想得直线,绕该直线旋转一定角度后,可使相同部分重复、

　　　　　轴次（n）:

旋转3６0时,相同部分重复出现得次数。

　　　　基转角（α）:

使相同部分重复出现所必须旋转得最小角度。

　　　　　　　　　　n＝36０º

/α

晶体对称定律:

晶体中只可能出现轴次为一次、二次、三次、四次与六次得对称

　　　　轴（L1、Ｌ2、L3、Ｌ4与L6）,而不可能存在五次及高于六次得对称轴。

旋转反伸轴（Ｌｉn）:

为一假想直线,物体绕该直线旋转一定角度后,再对此直线

　　　上得一点进行反伸,可使相同部分重复。

　　对称操作:

旋转＋反伸

　等效关系:

　Li1=L1+C＝C;

　　　Ｌi2＝L1+P⊥＝P（Ｐ⊥Ｌi2）;

（熟记）　　Li3＝L３＋Ｃ　（Ｌ3∥Ｌi3）;

Ｌｉ6＝L3+P⊥（L3∥Li6,P⊥Ｌ３）

旋转反映轴（Lsn）（了解）:

围绕此直线旋转一定得角度后,并对与之垂直得一

　　　个平面进行反映,可使晶体得相同部分重合、

　　　对称操作:

旋转+反映

注意:

1）在晶体宏观外形上可能存在且具独立意义得对称要素共有9种:

　　C、P、L1、Ｌ2、Ｌ3、L４、L6、Ｌi4&

Li6;

　　2）Ln与Liｎ可统称为n次轴;

　　　3）高次轴:

n＞２得对称轴（Ln）与旋转反伸轴（Lin）、

对称要素组合定理（着重）:

1。

　Lｎ×

P∥→LnnP　　

2.Ｌｎ×

L2⊥→LｎｎL２

3.Ln×

　P⊥→LｎPCLｎ×

Ｃ　→LｎPC　　P×

Ｃ　→ＬnPＣ（n为偶数）

　４.Lin×

P∥=Ｌｉｎ×

L2⊥→　LinnL2nＰ　（Ｌi４３L２3P）（n为奇数）

　　　　　　→Lin（n／２）Ｌ2（n/2）P（Li42L２2P）（n为偶数）

　５.Lｎ×

P∥×

Ｌ2⊥→LｎnＬ2nＰＣ（L3３L2３PC）（ｎ为奇数）

　　　　　→LnnL２（n+１）PC　（L4４L25PC）（n为偶数）

各晶族中,根据其对称特点（Ｌｎ或Lin得轴次得高低及其个数）划分为七大晶系:

　　　　①三斜晶系:

无L2,也无P。

（如:

斜长石）

　　　　②单斜晶系:

Ｌ２或P不多于1个。

正长石、石膏、云母）

　　　　③斜方晶系:

Ｌ2或P多于1个。

橄榄石、红柱石）

　　④　三方晶系:

唯一高次轴L３、（如:

刚玉、方解石）

　　　⑤四方晶系:

L4或Li４只有1个、（如:

符山石、金红石）

　　　⑥　六方晶系:

Ｌ6或Ｌi６只有１个。

绿柱石）

　　⑦等轴晶系:

有4L３。

石榴石、闪锌矿）

第四章（重点理解）:

晶体定向:

在晶体上按一定得法则选定一个以晶体中心为原点得坐标系统。

即在

　　　晶体上选择坐标轴（结晶轴）与确定坐标轴上得轴单位。

结晶轴:

在晶体上选定得三根（或四根）适当得直线（如对称轴、平行于晶棱得直

　　线…）作坐标轴。

轴角:

结晶轴正端之间得夹角。

分别以α（Y∧Z）、β（Z∧X）、γ（X∧Y）表示。

轴单位:

结晶轴上得单位长度。

Ｘ、Y、Z轴上得轴单位分别以a０、b０、ｃ0表示。

轴率（轴单位比）:

三个结晶轴之轴单位得比率a:

ｂ:

c。

晶体常数:

轴角α、β、γ与轴率a:

c之合称。

就是表征晶胞形状得一组参数、

晶轴选择得基本原则:

　　1）必须符合晶体所固有得对称性;

　2）应尽可能使所选晶轴彼此垂直、轴角相等,即尽可能使:

α=β=γ=9０º

a=b=c。

对称型国际符号得书写顺序:

对称型得国际符号一般就是由不超过3个得结晶学方

　　　　位上得对称要素符号,严格地按一定顺序排列而构成得、

两层含意:

（1）某一方位上得对称要素在国际符号中有对应得序位;

（2）国际符号中得一个特定符号代表特定方向上出现得对称要素。

各晶系选轴原则及晶体常数特点:

各晶系对称型国际符号中各序位所代表得方向:

特点:

（外层电子数愈接近于8者,其亲氧性愈强,易形成氧化物与含氧盐;

最外层电子数愈接近于18者,其亲硫性愈强,易形成硫化物;

电子数居于中间位置得Fe、Ｍn…,与氧与硫均可结合,究竟形成何种化合物,则主要视所处介质条件而定。

）

原子半径与离子半径变化趋势得一般规律:

1）同一周期中,原子半径与离子半径随原子序数（Z）得增大而减小、

2）同一族内,原子半径与离子半径随元素周期数得增大而增大,其中主族比副族更为明显。

　3）从周期表得左上方→右下方得对角线方向,原子或离子得半径相近似、

4）镧系（Z=57~71）与锕系（Z＝8９～1０３）各元素得原子半径及同价得阳离子半径,均随原子序数（Z）得增大而略有减小,即镧系收缩与锕系收缩。

5）对于同种元素,其阳离子半径总就是小于该元素得原子半径,且正电价愈高,半径愈小;

而阴离子半径总就是大于该元素得原子半径,且负电价愈高,半径愈大、

　６）同种元素,若氧化态相同,则其离子半径随配位数（CＮ）得增高而增大。

最紧密堆积得方式（等大球体）:

1,六方最紧密堆积（HCP）:

等大球体按ＡBＡBＡＢ……得顺序,每两层重复一次得规律重复堆积下去,其结果球体在空间得分布与空间格子中六方格子一致。

2,立方最紧密堆积（CCP）:

等大球体按ABCＡＢCＡBC……得顺序,每三层重复一次得规律连续堆积下去,则球体在空间得分布与空间格子中得立方面心格子一致。

空隙类型:

在等大球体最紧密堆积中,球体间仍有空隙存在、据计算,其球体只占据晶体空间得7４.05％,而空隙占整体空间得２５、95%。

1）四面体空隙:

由4个球体围成得空隙,此４个球体中心之联线恰好联成一个四面体得形状。

2）八面体空隙:

由６个球体围成得空隙,此6个球体中心之联线联成一个八面体得形状。

紧密堆积（不等大球体）:

矿物多为离子化合物,其阴离子得体积远大于阳离子。

其晶体结构常就是半径较大得阴离子按等大球体得六方或立方最紧密堆积方式进行堆积,而半径较小得阳离子充填其中得四面体空隙或八面体空隙、

小结:

　①自然金属矿物（单质）得晶体结构,常表现为金属原子作等大球体得最紧密堆积。

②离子化合物得晶体结构中,则往往就是半径大得阴离子作最紧密或近于最紧密堆积,半径小得阳离子充填在其空隙之中、

　③分子化合物得晶体结构中,分子呈紧密堆积,但因分子得形状不作球形,情况则更为复杂。

配位数:

晶体结构中,每个原子或离子周围最邻近得原子或异号离子得数目,称为该原子或离子得配位数。

　注意:

①　金属单质晶体中原子总就是具有最高（CＮ=12）或较高得配位数、

　　②成共价键结合得晶体,无论单质或化合物,由于共价键具方向性

与饱与性,其配位数不受球体最紧密堆积规律得支配,CN偏低,一般均≯４。

　③离子化合物晶体中,通常就是阴离子作最紧密堆积,阳离子充填

其中得八面体空隙或四面体空隙。

此时阳离子得CＮ分别为6与4。

但当阴离子不成最紧密堆积时,还存在其她得CN,其数值一般居于中等、

在离子晶体中,阴、阳离子得结合相当于不等大球体得紧密堆积:

①只有当异号离子相互接触时才就是稳定得;

②若阳离子变小,直到阴离子相互接触,结构仍就是稳定得,但已达稳定得极限;

③若阳离子更小,则使阴、阳离子脱离接触,这样得结构不稳定,将引起ＣN得改变。

配位多面体:

晶体结构中,以一个原子或离子为中心,将其周围与之成配位关系

得原子或异号离子得中心联结起来所构成得多面体。

配位数与离子半径得关系:

从几何观点来瞧,离子晶体中,阳离子得CN主要取决于阴、阳离子得相对大小,即取决于充填空隙得阳离子半径（rｃ）与构成空隙得

阴离子半径（ra）之比值（rｃ／ｒa）。

典型得化学键有:

离子键、共价键与金属键三种。

【在分子之间还普遍存在着范德华力。

分子键很弱,其键能比前三种键能小１~2个数量级。

氢原子还能与分子内或其它分子中得某些原子之间形成氢键,其键强与分子键属同一数量级,但比分子键强。

】

晶格类型:

1,离子晶格:

—晶体结构得基本单元为失去电子得阳离子与得到电子得阴离子。

—质点得结合主要靠阴、阳离子间得静电引力相互联系起来,从而形成离子键、

-　离子键无方向性与饱与性。

晶格中离子间得具体配置方式,取决于阴、阳离子得电价及其离子半径得比值等因素。

-主要由离子键形成得晶体属于离子晶格。

　①结构较紧密,具较高得CN。

②透明~半透明,非金属光泽,折射率与反射率均低;

具较高得硬度与相当高得熔点;

一般不导电,但熔融后可导电、

③易溶于极性溶剂。

2.原子晶格:

—　晶体结构单元为原子。

—原子间得结合就是通过共用电子对得方式使达到稳定得电子构型（外层电子为8得稳定结构）,形成共价键。

-共价键具有方向性与饱与性。

晶格中原子间得排列方式主要受键得取向

所控制。

—晶体结构中质点间得结合以共价键占主导地位得晶格即原子晶格。

　①原子堆积得紧密程度远比离子晶格为低,CN也较低。

②晶体呈透明—半透明,金刚－玻璃光泽;

一般具较高得硬度与熔点;

不导电。

　③化学性质比较稳定。

3,金属晶格:

—晶体结构单元就是失去了价电子得金属阳离子与一部分中性得金属原子。

它们彼此之间借助于在整个晶格内不停运动着得自由电子而相互联系,形成金属键。

金属键无方向性与饱与性。

-主要由金属键形成得晶体属金属晶格,其结构通常可视为等大球体得最紧密堆积。

　①结构紧密,ＣＮ高。

②不透明,金属光泽;

硬度一般较小;

强延展性,良好得导电性与导热性。

4,分子晶格:

—分子晶格与其她晶格得根本区别在于:

其结构中存在着真实得中性分子。

—分子内部得原子之间通常以共价键相结合,而分子与分子之间则为相当弱得分子间力所联系、

分子键无方向性与饱与性、分子相互间得空间配置方式主要取决于分子本身得几何特征。

—主要由分子键形成得晶体属分子晶格。

　①分子之间有可能作非球体最紧密堆积,其形式极其复杂多样。

②多数晶体透明,非金属光泽;

一般硬度小、熔点低;

不导电,可压缩性与热膨胀率大,导热率小。

③不溶于水,溶于有机溶剂、

类质同像:

晶体结构中某种质点为性质相似得她种质点所替代,共同结晶成均匀得单一相得混合晶体,而能保持其键性与结构型式不变,仅晶格常数与性质略有改变。

类质同像混入物（类质同像替代物）:

与晶体结构中某种质点得性质相似得她种质点。

（ZｎS—-FeＳ）

类质同像混晶:

由类质同像形成得均一得、呈单一物相得混合晶体。

（Cｕ→　Au）

一、据质点间所能替代得比例范围,分:

（１）完全类质同像:

性质相似得两种质点可以任意比例相互替代、（Mg,Fｅ）SiO3。

（2）不完全类质同像:

性质相似得两种质点只能在确定得某个有限范围内替代。

如:

针铁矿（FeOＯH）Fe可以被Al替代达3０%

二、据相互替代质点得电价相同与否,分:

（1）等价类质同像:

相互替代得离子为同价离子。

（白云石中二价得Cａ离子与Ｍｇ离子）。

（２）异价类质同像:

彼此替代得离子得电价不相同。

三价得Ｆe取替四价得Si

类质同像得影响因素:

1．原子或离子得半径（内因）:

相互替代得原子或离子得半径必须尽可能相近。

2.离子类型与键性（内因）:

相互替代得质点得离子类型与成键性质应相同或相似。

3．电价（内因）:

类质同像替代前后总电价应保持平衡、

4.温度（外因）:

温度得增高一般可使固溶体得溶解度增大,有利于类质同像得发生;

而温度得降低,则将限制类质同像得范围,并促使固溶体得离溶。

5.压力（外因）:

压力得增大将促使晶格趋于紧密,会降低类质同像替代得能力,并促使其离溶。

6.组分浓度（外因）:

矿物结晶过程中,若介质中某种组分得浓度不足,则将有利于与其性质相似得组分以类质同像混入物得形式进入晶格,以弥补该主要组分数量得不足。

同质多像:

化学成分相同得物质,在不同得物理化学条件下,形成结构不同得

若干种晶体得现象。

同质多像变体:

化学成分相同而结构不同得晶体。

同质多像转变:

由于物理化学条件得改变,使一种同质多像变体在固态条件下转变为另一种变体得过程。

影响因素:

1）温度:

同质多像变体间得转变温度在一定压力下就是固定得,但转变得速度随温度得下降而急剧降低。

一般地,温度得增高会促使同质多像向ＣN减小、相对密度降低得变体方向转变、对同一物质而言,一般高温变体得对称程度较高。

2）压力:

压力增大一般使同质多像向CN增大、相对密度增大得变体方向转变。

3）介质性质:

介质性质包括介质得成分、杂质及酸碱度等因素、

从变体间得转变关系来瞧,分两种类型:

①双变性转变:

两变体之间得转变就是双向得,其转变过程快速且就是可逆得。

　②　单变性转变:

两变体之间得转变就是单向得,其转变过程迟缓,且只在升温过程中发生、

从不同变体间得结构关系来瞧,分:

①　重建型转变:

转变时晶体结构发生了彻底改组,包括键性、配位态及堆积方式等得变化,再重新建立起新变体得结构。

②移位型转变:

不涉及键得破坏与重建,只就是结构中原子或离子稍作位移,键角有所改变,相当于整个结构发生了一定得变形。

此类转变通常迅速而可逆。

③有序—无序转变:

同种物质晶体结构得无序态与有序态之间得转变。

副像:

一种同质多像变体继承了另一种变体得晶形得现象。

多型相变:

同种物质得不同多型之间得转变。

如白云母得２M1,2M2

多型性:

化学成分相同得物质,能结晶成两种或多种仅仅在结构单元层得堆积顺序上有所不同得层状结构晶体得性质、

特点:

　一种物质得各种多型,在平行结构单元层得方向上得晶胞参数（如ａ0,b0）相等;

在垂直于结构单元层得方向上,晶胞参数（如ｃ0）则相当于结构单元层厚度得整数倍,其倍数即为单位晶胞中结构单元层得数目,即多型得重复层数、

有序-无序得类型:

1.完全有序:

能占据晶体结构中同种位置得不同质点,均１00％地占据各自

特定得位置、相应地在这些位置中得占位率为1,而在其她可能位置中均为0。

２.完全无序:

不同质点在所有得可能位置中均就是随机分布。

它们在任一位置中

得占位率,都等于各自得原子或离子数n除以总原子或离子数m,即n／m、

3.部分有序:

能占据结构中同种位置得不同质点,每一种都只有部分质点就是选择性地占有其特定得位置,而其余质点均随机地占据其她位置。

即为完全有序与完全无序之间得过渡状态。

其占位率介于完全有序与完全无序得极限值之间。

注意:

　　１）一般地,温度升高,可促使晶体结构从有序→无序转变,晶体对称程度增高;

而温度缓慢降低,则有利于无序结构得有序化,晶体得对称性降低。

2）有序—无序转变通常就是在达到一定得临界温度后,通过结构有序度得连续变化而在或长或短得时间内逐步完成得。

具有不同有序度得各种部分有序变体均有可能以准稳定态长期存在。

第十二章:

克拉克值:

各种化学元素在地壳中得平均含量（即元素在地壳中得丰度）之百分数。

地壳得主要化学组成为O、Sｉ、Al、Fe、Ca、Ｎa、K、Mｇ、H、Ti等十种。

（丰度最大者:

O-4６。

６%,丰度最小者:

Rn-—７×

１0-１6%）

矿物得化学成分类型:

1．单质:

由同一种元素得原子自相结合而成得矿物、

2、化合物:

由两种或两种以上元素组成得矿物。

矿物化学成分变化得原因:

1、主要原因

1）类质同像替代　　　　2）非化学计量性

2、其她因素

１）阳离子得可交换性　　2）胶体得吸附作用

3）矿物中含水量得变化（含沸石水或层间水）

4）以显微包裹体形式存在得机械混入物等

“水”　得类型:

据“水”在矿物中得存在形式及其在晶体结构中得作用,主要分:

基本类型:

　吸附水、结晶水、结构水

过渡类型:

层间水、沸石水

关于水得两点说明:

1）单矿物得化学全分析数据中,Ｈ2O—称负水,通常意指不参加晶格得吸附水,当样品烘干到１１0℃之前即全部逸去;

2）正水H2O+系指参加晶格得结构水或结晶水,其失水温度通常高于1１0℃。

3）有些参加晶格得层间水、沸石水及部分结晶水在低于110℃也可逸出晶格,故分析时应以特殊方法处理样品中得水。

第十三章:

矿物得形态就是指:

矿物单体（包括规则连生体）及同种矿物集合体得外貌特征。

影响矿物形态得因素:

内因:

矿物得化学成分与内部结构。

　外因:

矿物形成时得环境条件（P,T）、

矿物单体得形态包括两方面:

（1）包括整个单晶体得外貌;

（2）晶面花纹特征、

晶体习性（结晶习性或晶习）:

矿物晶体在一定得外界条件下,常常趋向于形成某种特定得习见形态。

晶体习性大致分为三种基本类型:

（１）一向延长型:

晶体沿一个方向特别发育,呈柱状、针状与纤维状…

（2）二向延展型:

　晶体沿两个方向相对更发育,呈板状、片状、鳞片状与叶片状…

（3）三向等长型:

晶体沿三个方向发育大致相等,呈粒状或等轴状。

晶面花纹:

由于受复杂得外界条件与空间得影响,实际晶体往往长成歪晶,

且晶面上常具某些规则得花纹:

晶面条纹、蚀像、生长丘…

矿物集合体:

同种矿物得多个单体聚集在一起得整体、

一、显晶集合体:

肉眼或借助于放大镜即能分辨出矿物各单体得集合体。

显晶集合体得形态常见:

柱状、针状、板状、片状、鳞片状、叶片状与粒状…

常见得特殊形态得集合体:

1）纤维状集合体;

　2）放射状集合体;

　　3）晶簇:

二、隐晶及胶态集合体

隐晶集合体:

只有在显微镜下才可分辨矿物单体得集合体、

胶态集合体:

显微镜下也不能辨别出单体得界线,其实际上并不存在单体、

常见得隐晶及胶态集合体按形成方式及外貌特征,主要有:

1）分泌体;

　2）结核:

3）鲕状及豆状集合体:

鲕状集合体:

＞50％球粒得直径＜2mｍ,形状、大小如鱼卵。

豆状集合体:

球粒大小似豌豆,直径一般为几mm。

4）钟乳状集合体:

其她得还有:

块状集合体、土状集合体、被膜状集合体等。

第十四章（重点）:

矿物得光学性质:

矿物对可见光得反射、折射、吸收等所表现出来得各种性质。

一、矿物得颜色

颜色:

矿物对