结晶学问答题第二部分Word下载.docx
《结晶学问答题第二部分Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《结晶学问答题第二部分Word下载.docx（45页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
一般位置。
晶体生长过程中，首先占据位置1，然后是位置2，最后位置3；
既是晶体层生长理论，
晶体理想的结晶情况是：
先长一条行列，然后长相邻的行列，在长满一层面网后，再开始长第二层面网，晶面（最外层面网）是平行向外推移生长的
6．晶体的发生与成长有哪些理论？
晶体的层生长理论、螺旋生长理论、周期性键链理论、双原子层界面理论等。
7．影响晶体发生与成长的有哪些因素？
晶体发生与成长既内部结构所决定，又不可避免地要受到生长时各种因素的影响。
影响其生长的外因主要有温度、杂质、涡流、粘度、结晶速度等
8．什么叫做面角恒等定律？
它有什么意义？
面角守恒定律亦称斯丹诺定律。
它的内容是：
同种晶体之间，对应晶面间的夹角恒等。
面角守恒定律的确立，使人们从晶形千变万化的实际晶体中，找到了晶体外形上所固有的规律性，得以根据面角关系来恢复出晶体的理想形状，从而奠定了结晶学的基础，并促使人们进一步去探索决定这些规律的根本原因。
9．什么叫做面角？
它与晶面间的夹角有何不同？
为什么晶体测量要测面角？
简述有哪几种晶体测量的方法？
所谓面角是指晶面法线间的夹角，其数值等于相应晶面实际夹角的补角。
实际夹角守恒，面角当然也守恒。
在实际应用上，通常都不用实际夹角而用面角来表示晶面间的夹角关系。
由面角守恒定律可知，只要了解了各晶面间的面角关系，就有可能恢复出晶体的理想几何外形来。
为此，需要对晶面夹角进行实际测量，以便获得面角的数据。
这项工作便是晶体测角，或称晶体测量。
它是研究一个实际晶体的几何外形时所必须进行的第一步工作。
从所测得数据的性质来看，晶体测角的方法可以分成两类。
一类是，其测得的数据直接就是各对晶面间的面角值；
另一类所得出的则是每一个晶面的所谓球面坐标值。
10．球面投影如何进行投影？
球面上极点的极坐标（空间方位）如何确定？
晶体的球面摄影是各晶面之法线在球面上的投影。
亦即设想以晶体的中心为球心，任意长为半径，作一球面；
然后从球心出发（注意，不是从每个晶面本身的中心出发），引每一晶面的法线，延长后各自交球面于一点，这些点便是相应晶面的球面投影点。
11．极射赤平投影如何进行投影？
投影的原理是什么？
各种图形如何投影？
极射赤平投影就是：
以赤道平面为投影平面，以南极（或北极）为视点，将球面上的各个点、线进行投影。
具体来说就是，将球面上的每一个点分别与南极（或北极）联线，每一联线都将与投影平面相截于一点，这些交点便是球面投影点的极射赤平投影，也就是相应品面的极射赤平投影点。
上述投影平面与球面相截的固称为投影基圆。
显而易见，球面上位于赤道上的点，其极射赤平投影点将落在基圆上；
北极的投影点即是基圆的中心；
北半球上其他的点，它们的投影都将落在基圆之内。
但对于南半球上的所有点来说，它们与南极的联线都将与投影平面相截于基圆之外；
而且越靠近南极的点，与投影平面的交点距基圆中心越远。
为了避免这一缺点，通常规定，凡北半球上的点均以南极为视点；
南半球上的点则以北极作为视点。
如此，所有投影点的位置都不致落于基圆之外。
平行于投影平面的晶面，其极射赤平投影点位于基圆中心；
与投影平面垂直的晶面，将落在基圆上；
斜交的晶面则位于基圆之内，且晶面越近于平行投影平面，投影点就越接近基圆中心；
反之，越近于垂直时，就越靠近基圆。
与投影平面垂直、乎行和斜交的直线方向，它们的极射赤平投影点将分别位于基圆中心、基因上和基因内。
对球面上的大圆（它代表空间的平面）进行极射赤平投影时，由于除基圆外，任一大圆总是被投影乎面分割成相等的两半，因而一般只取其位于北半球上的半个圆进行投影，使其上的每个点均与南极联线，从而在投影平面上获得一系列交点，由后者所连接成的一条曲线即是平面的极射赤乎投影。
数学上可以证明：
球面上的任一大圆，其极射赤平投影仍然是一个圆（特殊情况下为一直线，即半径等于“无穷”的圆弧），而且它们与基圆的一对交点，必定是基圆的同一直径的两个端点，亦即两者的角距必为180’。
平面上这样的圆弧，同样也称之为大圆。
显然，与投影平面相平行的平面，其极射赤平投影的大圆与基圆重合；
垂直于投影平面的平面，其极射赤平投影的大圆表现为基圆的直径；
与投影平面斜交的平面，其极射赤平投影的大圆则为一圆弧，其半径介于基圆半径与无穷之间。
此外，有时还需要对球面上的小圆进行极射赤平投影。
小圆的极射赤平投影也仍是一个圆，后者同样也被称为小圆。
小圆与任一大圆相交的两个交点，它们之间的角距必定小于180°
。
12．吴氏网的构成有哪些特点？
它们有哪些用途？
吴氏网的投影系以赤道上的某一个点作为视点，投影平面则为距该点90°
的大圆平面，后者也就是通过球心而且垂直于视点与球心联线的平面，它与赤道平面正好垂直。
应当了解，极射赤平投影并不限定必须以赤道平面作为投影平面，两极作为视点。
实际上，只要是通过球心的任意乎面，都可被选作投影平面，而视点则随之而定，只要是该投影平面过球心的垂线与球面的交点即可。
所以，吴氏网仍是一种极射赤平式的投影网，尽管它并不是以赤道平面作为投影平面，视点也不在两极上。
在吴氏网上，所有的经圈均表现为通过两极的大圆，其中与投影平面重合的经圈将与基圆重合，而与该经因相距90°
的经圈则表现为南北向直径；
所有的纬圈，除赤道表现为东西向的直径，为一大圆而外，其余均为小圆。
任一经线与纬线均相互正交。
13．什么叫做晶体对称？
晶体对称有哪些特点？
晶体对称是：
晶体中相同的性质在不同的方向或位置上有规律地重复现象。
晶体对称特点：
（1）所有的晶体结构都是对称的。
（2）晶体对称受格子规律的限制。
（3）晶体对称不仅包含几何意义，也包含着物理意义。
14．什么叫做对称操作和对称要素？
结晶学中有哪些对称操作和对称要素并简述它们的特点？
对称变换亦称对称操作，它是指：
能够使对称物体（或图形）中的各个相同部分间作有规律重复的变换动作。
结晶学中宏观对称操作主要有：
反映、旋转、反伸等
对称要素则是指：
在进行对称变换时所凭借的几何要素——点、线、面等。
结晶学中宏观对称要素主要有：
对称面、对称轴、对称中心、旋转反伸轴等。
在晶体中如果有对称面存在，可以有一个或若干个，最多可达9个。
晶体的对称轴只有n=1，2，3，4，6这五种。
在晶体中如果有对称中心存在，仅有一个。
15．什么叫做对称定律？
试用简单方法证明之？
晶体的对称取决于其内部结构中质点的规则排布，因而它不能是任意的，而须受制于空间格子规律。
晶体对称定律指出：
在晶体中，只可能出现轴次为一次、二次、三次、四次和六次的对称轴，而不可能存在五次及高于六次的对称轴。
晶体对称定律可证明如下：
如图所示，现假设有一基转角为α的对称轴l垂直图面且
16．什么叫做对称型？
对称型是指：
宏观晶体中所有对称要素的集合。
所谓“集合”，不仅指其全部对称要素的总和，而且还包含了它们相互间组合关系的含义。
从数学上来讲，这就构成了一个所谓的“群”。
在宏观的晶体中，由于所有对称要素都必定通过晶体的中心点，因此在施行了全部对称要素的对称变换之后，晶体中至少有一个点是不变的。
故对称型也就是晶体中的点群。
17．根据对称型，晶体是如何分类的？
什么叫做晶类、晶系和晶族？
它们的对称要素有哪些特点？
根据对称型，晶体分为三大晶族七大晶系，分类及其特征如下：
高级晶族
（高次轴多于1个）
等轴（立方）晶系（必定有4L3）
中级晶族
（有唯一高次轴）
三方晶系：
唯一高次轴为L3或Li3
四方晶系：
唯一高次轴为L4或Li4
六方晶系：
唯一高次轴为L6或Li6
低级晶族
（无高次轴）
正交（斜方）晶系：
L2和P总数≥3
单斜晶系：
L2和P均不多于一个
三斜晶系：
无L2和P
晶类：
按对称型进行归类时所划分成的晶体类型。
晶系：
根据对称轴或倒转轴次的高低及它们数目多少进行分类的对称类别。
晶族：
根据高次轴的有无及多少对晶体进行分类的对称类型。
18．试述五个对称要素组合定理的内容？
对称要素组合定理：
定理一：
如果有一个对称面包含Ln，则必有n个对称面包含Ln，即LnP11→Lnnp。
此定理也可理解为：
对称面的交线必为对称轴，其基转角为相邻=对称面的夹角的二倍（由对称面反推对称轴）。
举例：
锆石：
有对称面包含L4，则必有4个P包含L4，记为L44P；
又：
两相邻对称面的交线为L，两相邻P的夹角为45º
，则L的基转角为45×
2=90º
，此时对称轴为L4。
定理二：
如果有一个L2垂直于Ln时，则必有n个共点的L2同时垂直于此Ln，即Ln×
L2=LnnL2
锆石，有一个L2垂直于L4，则必有4个L2同时垂直于L4，认记为L44L2。
定理三：
如果有一个对称面P垂直于偶次轴（L2、L4、L6），则其交点必为对称中心。
即：
Ln（偶次）×
P⊥→LnPC。
垂直于L4有一个对称面P，则其交点为对称中心，记为L4PC。
定理四：
如果有一个L2垂直于Li4（或有珍上对称面P包含Lin）则：
当n为奇数时：
必有n个L3垂直于Lin和n个P包含Lin。
Lin×
L⊥2（或P11）→LinnL2nP
方解石：
L33L23PC，此L3为Li3（有对称中心）
有一个L2是垂直Li3的（或有一个P是包含Li3的）
则：
Li33L23PL33L23PC
当n为偶数时，必有n/2个L2垂直于Lin和n/2个P包含Lin
L⊥2（或P11）→Lin
四方四面体：
有一个Li4，有P包含Li4（或L2垂直于Li4）
Li42L22P
定理五：
如有轴次分别为n和m的二对称轴Ln与Lm以δ角斜交时，则围绕Ln必共有n个共点且对称分布的Lm；
同时，围绕Lm比共有m个共点且对称分布的Ln,且任二相邻的Ln与Lm交角均等于δ
19．试述对称型的国际符号的表示方法？
国际符号中以1，2．3，4，6和1，2，3，i，；
分别表示各种轴次的对称轴和旋转反伸抽．以m表示对称面。
若对称面与对称轴垂直，则两者之间以斜线或横线隔开，如L2Pc以2／m表示。
20．什么叫做单形？
单形有哪些特点和种类？
一个晶体中，彼此间能对称重复的一组晶面的组合称为单形
单形特点：
第一，以单形中任意一个晶面作为原始晶面，通过对称型中全部对称要素的作用，必可导出该单形的全部晶面；
第二，在一个对称型中，由于原始晶面与对称要素的相对位置不同，可以导出不同的单形；
第三，不同的对称型所导出的同一几何单形，就其对称性来说是不相同的。
可分为146种结晶学单形与47种几何学单形。
21．举例说明单形的推导方法？
第一、若已知某个单形中的任一晶面，那么，通过对称型中全部对称要素的作用后，必可导出该单形的所有晶面，也就是整个单形本身。
第二，在不同的对称型中，由于彼此间在对称要素的种类及数目上是有区别的，因而将导出不同的单形；
而在同一对称型中，若单形的晶面与对称要素间的相对方位关系不同，则所导出的单形亦不同。
22．什么叫做结晶单形和几何单形？
47种单形在各晶族分布的特点。
结晶单形：
对三十二种对称型逐一进行推导，最终将可得出146种结晶学上不同的单形。
有的单形因相互间具有相同的几何学特征而被给予相同的单形名称，但它们在对称性上必定存在差异，在结晶学上都算作不同的单形。
几何单形：
只考虑组成单形的晶面数目，各晶面间的几何关系（垂直、平行、斜交），整个单形单独存在时的几何形状，而不考虑单形的真实对称性时。
便可归纳为47种几何学单形（将几何性质盯同而对称性有差异的单形，一般都只给予相同的单形名称，如L4与L22P对称型的单面，在结晶学单形面上算2个，而在几何学单形上则只算作一种单形。
高级晶族：
四面体、立方体、八面体、菱形十二面体、五角十二面体、上角三八面体。
中级晶族：
平行双面、三方柱、六方柱、三方单锥、六方双锥、菱面体、复三方偏三角面体、四方柱、四方双锥、复四方双锥。
低级晶族：
平行双面、菱方柱、菱方双锥。
23．什么叫做聚形？
聚形有哪些特点？
如何分析聚形？
聚形：
两个或两个以上单形的聚合。
聚形的特点在于：
晶体中出现聚形的必然性在于晶体是一个封闭的凸几何多面体，而单独的一个开形不能封闭空间，因而必然遥组成聚形，只有属于同一种对称型的单形才能相聚；
在聚形上可出现单形的个数是不受限制的，只是他们在晶体上的相对方位是不同的；
在聚形中，属于同一单形的晶面必须具有相同的形状大小，物理化学等性质。
24．什么叫做晶体定向？
试述晶体定向的原则和方法是哪些？
晶体定向就是在晶体中以晶体中心为原点建立坐标系。
晶体定向分为三轴定向和四轴定向，四轴定向专用于三，六方晶系。
晶体的三轴定向就是选用三个不同的结晶轴作为坐标系的晶体安置；
晶体的四轴定向就是所谓的布拉维定向，除选择一个直立晶轴外，还要选用三个水平结晶轴。
晶轴的选择应遵守以下原则：
1）晶轴的选择应当符合晶体所固有的对称性，选择晶轴首先要选择对称轴和对称面法线的方向，若没有对称轴和对称面，则平行晶棱选取。
2）在上述前提下，应尽可能使晶轴垂直或趋于垂直，并使轴单位趋向于相等，即尽可能使之趋向于：
a=b=c，===90º
由于晶体对称的特殊性，晶体的定向分为三轴定向和四轴定向。
三轴定向适用于等轴、四方、正交、单斜、三斜五个晶系，而四轴定向则适合于三方、六方晶系。
25．什么叫做整数定律？
根据整数定律说明米氏符号的表示方法？
标记晶面符号时应注意哪些问题？
整数定律概念：
如果以平行于三根不共面的晶棱的直线作为坐标轴，则晶体上任意晶面在三个坐标轴上所截截距系数之比为一个简单整数比
设晶体上一个晶面在三个结晶轴a、b、c轴上的截距依次为
、
，已知轴率a∶b∶c。
p、q、r即是该晶面在三个结晶轴上的截距系数，取截距系数的倒数比：
，化简
为最简单的整数比，则：
h、k、l称为该晶面的米氏指数，通常称晶面指数。
所以，晶面的米氏指数等于该晶面在结昌轴上所截截距系数的倒数比。
将晶面米氏指数去掉比例符号，按顺序连写，在园括号括之，写作（hkl），此（hkl）即构成晶面的米氏符号。
注意：
据数的排列顺序必须与a轴、b轴、c轴相对应，不得颠倒。
当某个指数为负值时，就把负号“－”写于该指数的上方。
26．如何确定单形符号？
单形符号的构成是：
在同一单形的各个晶面中，按一定的原则选择一个晶面作为代表晶面，将它的晶面指数顺序连成而置于{}内，写成{hkl}形式，用以代表整个单形，而该单形的其它所有晶面，则可借助于所属对称型中的对称要素的作用而由代表晶面导出来。
代表晶面的选择原则如下：
1．在中、低级晶族的单形中，按“先上、次前、后右）的法则选择代表晶面。
2．在高级晶轴中，则为前、右、上顺序。
前、右、上的标准是：
三轴定向中，均以a轴、b轴、c轴正端所指的方向分别为前、右和上，四轴定向中，则以a轴正端和d轴负端间的分角线方向为前，右和上标准不变。
27．如何确定晶棱符号？
晶棱符号之构成：
将晶棱平移，使之通过晶轴的交点，然后在其上任取一点，求出此点在三个晶轴上的坐标（x、y、z），并以轴单位来度量，即得晶棱符号：
，去掉比例符号，用[]括起来，即得晶棱符号[rst]。
如：
设晶体上有一晶棱OP，将其平移使之通过晶轴交点，并在其上任意取一点M，M点在三个晶轴上的坐标为1a、2b、3c，则r∶s∶t=
，其晶棱符号为[123]。
28.试述各晶系晶体定向的特点？
各晶系选择晶轴的原则如下：
（1）等轴晶系：
共有3L44L36L2，3L44L36L29PC；
3L24L3，3L24L33PC，3Li44L36P，五个对称型，其共有特点是3个互相垂直的L4或L2或Li4，使选择相互垂直的3个L4（或L2或Li4）为a、b、c轴。
（2）四方晶系：
以唯一的高次轴L4（或Li4）为C轴，以垂直Z轴并互相垂直的两个L2为a、b轴。
当无L2时，则以包含L4的对称面的法线方向为a、b轴（L44P），并使a、b轴互相垂直。
当无L2，无P时，则仍垂直于L4，且互相垂直的一组显著晶棱方向作为a、b轴（L4PC）。
（3）正交晶系：
以相互垂直的3个L2为a、b、c轴，在L22P对称型中，以L2为C轴，以2P的法线为a、b轴。
（4）单斜晶系：
以L2或P的法线为轴，使之左右水平，以垂直b轴的主要晶棱方向为C轴及a轴，并使>
90º
（5）三斜晶系：
无对称面及对称轴，故只能以不在同一平面内的三个主要晶棱方向为a、b、c轴。
（6）三、六方晶系：
选唯一的高次轴L3或L6→c轴，在垂直于c轴的平面内选择三个相同的，互成60交角的L2或P的法线或适当亚若晶棱方向作为水平结晶轴a轴、b轴、c轴。
30．单形符号{001}，{010}，{100}，{110}，{101}，{011}及{111}在三斜、单斜、四方和等轴晶系中各代表哪些单形？
答：
31.什么叫做晶带、晶带轴和晶带定律？
晶带符号如何标记？
晶带是指彼此间的交棱均相互平行的一组晶面之组合。
晶带轴是指用以表示晶带方向的一根直线，它平行于该晶带中的所有晶面，
也就是平行于该晶带中各个晶面的公共交棱方向。
晶带轴通过晶体的中心。
晶带定律的内容是：
任一属于[uvw]晶带的晶面（hkl），必定有：
hu十kv十lw＝0
晶带符号标记：
其构成和形式均与晶棱符号相同，但须连以“晶带”一词，如“[102]晶带”等，应当注意，虽然是同样形式的一个符号，但作为晶棱符号时，它只代表一个晶棱方向；
而作为晶带符合时，它就代表与此晶棱方向平行的一组。
32.什么叫做双晶和双晶律？
双晶有哪些双晶要素和双晶类型？
如何鉴别双晶？
研究双晶有什么意义？
双晶（亦称孪晶）是指：
由两个空间取向互不一致的同种单体，彼此间按一定的对称关系相互取向而组成的规则连生晶体。
双晶律是指构成双晶的具体规律，主要由双晶要素和双晶接合面等表示。
双晶要素：
双晶面、双晶轴和双晶中心。
双晶类型分为双晶结合类型（简单双晶、反复双晶、复合双晶）和双晶成因类型（连生双晶、转变双晶、机械双晶、原生双晶、次生双晶）。
鉴别双晶标志：
①凹入角、②假对称、③双晶缝、④双晶条纹、⑤解理方向。
双晶的实际意义：
对于晶体来说，双晶虽然并不是一种无例外的普遍现像，但却颇为常见。
在矿物晶体中，有大约1／5的已知矿物种可有双晶存在。
其中斜长石和“α一石英几乎总是以双晶的形式产出，且不同双晶律的种数各自都达到了二十多种；
其他如方解石、辉石、闪石、锡石等许多矿物中双晶也都很常见。
所以，双晶可以作为它们的重要鉴定特征之一，并可据以确定晶体的空间取向。
此外，有的双晶则是反映一定成因条件的标志。
对于某些晶体材料的利用，双晶更具有破坏性的作用。
所以，双晶具有重要的实际意义；
对双晶的判识也具有重要的实用价值。
36.空间格子有哪些类型和形状？
如何确定14种布拉维空间格子？
14种空间格子在七个晶系中的分布特点？
不同对称的七种格子类型：
14种布拉维空间格子的确定：
（1）只在单位平行六面体的八个角顶上分布有结点的空间格子，称为原始格子（符号P，三方菱面体格手R）
（2）在单位平行六面体的体中心还有一个结点时，就构成体心格子；
（3）如是在某一对面的中心各有一个结点时，通称为单面心格子
（4）如果在所有三对面的中心都有结点时，则为面心格子
14种空间格子在七个晶系中的分布特点：
略
37.试述晶体的微观对称操作和对称要素？
对称要素：
对称中心、对称轴、对称面。
38.什么叫做空间群？
空间群的国际符号如何标记？
空间群：
在晶体内部结构中，所有对称要素的集合。
空间群共有230种。
39.晶体化学研究的主要内容有哪些？
晶体化学主要研究晶体的化学成分和晶体结构与晶体的各种性质之间内在规律性。
40.什么叫做原子或离子半径？
在晶体结构中，各个原子或离子的中心，保持一定间距，这是相互作用着的原子静电引力和斥力达到平衡的结果。
它说明每个原子和离子各自都有一个其它原子或离子不能侵入的作用范围，这个作用范围通常被看作是球形的。
它的半径都称为原子和离子的有效半径。
41.什么叫配位数和配位多面体？
一个原子或离子的配位数（缩写为CN）是指：
晶体结构中，在该原子或离子的周围，与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。
配位多面体是指：
在晶体结构中，与某一个阳离子（或中心原子）成配位关系而相邻结合的各个阴离子（或周围的原子），它们的中心联线所构成的多面体。
42.试述等大球体的两种最紧密堆积原理。
等大球体的两种最紧密堆积原理：
由于原子或离子都有一定的有效半径而可看成是具有一定大小的球体，因而从几何角度来看，金属原子之间或者离子之间的相互结合，可视为球体间的相互堆积。
同时，金属键和离子键都没有方向没和饱和性，因而金属原子或离子相互结合时，将力求有尽可能多的相邻原子或离子，使得彼此间互相靠近而占有最小的空间。
这在形式上就相当于球体的紧密堆积。
我们首先从纯几何的角度考查等大球体作最紧密堆积时的情况：
1．等大球在一个层内的最紧密堆积只有一种方式（模型），此时，每个球周围有六个球围绕，并在球与球之间形成三角孔，其中一半三角孔的尖端指向下方，而另一半三角孔尖端指向上方。
2．第二层堆积：
球只能置于第一层球的三角孔上才是最紧密的，此时，第二层球可置于第一层球尖端向上的三角孔上，也可置于第一层球尖端向下的三角孔上，但这两种堆积方式的结果是一样的，因为将前者旋转180后，便与后者完全相同。
因此，两层球作最紧密堆积的方式依然只有一种。
3．第三层堆积：
继续堆积第三层球时，则有两种不同的方式：
第一种方式是第三层球的中心与第一层球的中心相对，即第三层球重复了第一层球的位置；
另一种方式是第三层球置于第一层和第二层重迭的三角孔之上，即第三层球
升级会员 