結晶學與礦物學資料一、 名詞解釋1、 晶體：凡是具有格子構造的固體就叫晶體。2、 格子構造：晶體內部質點做周期性重復。3、 空間格子：晶體內部結構中質點做周期性重復排列的幾何圖形。（反映晶體格子構造規(guī)律的幾何圖形）4、 科賽爾理論：（1）在理想條件下晶體長完了一個行列再長相鄰的行列，長滿了一個面網再長相鄰的面網。（2）晶面是平行向外推移的。5、 布拉維法則：在晶體生長過程中，面網密度小的晶面將逐漸縮小直至消失，面網密度大的晶面則相對增大而成為實際的晶面，因此實際晶面往往被面網密度大的晶面所包圍。6、 面角守恒定律：同種物質的對應面間夾角相等。7、 對稱：是指物體中相同的部分有規(guī)律的重復。8、 單型：由同形等大的晶面組成的晶體稱為單行。（或者說單行是由對稱要素聯系起來的一組晶面的總合。）9、 雙晶：是同種晶體的規(guī)則連生，相鄰的兩個單體間互成鏡像的關系，或其中一個單晶體旋轉180后與另一個重合或平行。10、 平行連生：由若干個同種的單晶體，按所有對應的結晶學方向全部相互平行的關系而組成的連生體。11、 礦物：是指地質作用中形成的單質或化合物，具有相對固定的化學成分和確定的晶體結構，在一定的物理化學條件范圍內穩(wěn)定，是組合巖石和礦物的基本單元。12、 配位數和配位多面體：（1）每個原子或離子周圍最相鄰的原子或異號離子的數目稱為該離子或原子的配位數。（2）以一個原子或離子為中心，將其周圍與之成配位關系的原子或離子的中心連接起來，所獲得的多面體稱為配位多面體。13、 同質多象：相同的化學成分在不同的環(huán)境下可以形成不同的礦物。14、 膠體：是一種或多種粒徑介于1—100nm之間物質微粒分散在另一種物質中形成不均勻的細分散體系。15、 晶體習性：礦物晶體在一定的外界條件下，常常趨向于形成某種特定的習見形態(tài)。16、 解理：礦物受力后，沿著一定的結晶方向裂開成光滑平面的性質。17、 假象：交代強烈時，原礦物可全部為新形成的礦物所替代，但仍保持原礦物的晶形。18、 三八面體結構和二八面體結構：（1）三個八面體中心位置均為二價離子占據時，所形成的結構為三八面體結構。（2）充填的為三價離子，為使電價平衡，這三個八面體位置將只有兩個為離子填充，有一個空著，所形成的結構為二八面體結構。二、 簡答和問答1、面網密度越大，面網間距也就越大，這句話對嗎？請畫圖解釋。答：這句話是正確的，如圖所示，同一點陣中，面網密度大的面網，其面網間距亦大；反之，密度小間距亦小。2、晶體對稱的特點答：（1）所有晶體都是對稱的（因為一切晶體都具有格子構造）。（2） 晶體的對稱是有限的（晶體的對稱受格子構造的嚴格控制）。（3） 晶體的對稱不僅表現在外形上，還表現在物理化學性質上。（由格子構造決定）3、 晶族，晶系的劃分依據及各晶系的特點。答：晶族的劃分依據：根據高次軸對稱軸數目分為高、中、低三個晶族。晶系的劃分依據：根據晶族中各晶類所具有的對稱要素特點，進一步把三個晶族分為七個晶系。各晶系的對稱特點：低級晶族：（1）三斜晶系：無對稱面，無對稱軸。（2）單斜晶系：L2或P的數目不多于一。（3）斜方晶系：L2或P的數目多于一。中級晶族：（1）四方晶系：有一個L4或L4i（2）三方晶系：有一個L3（3）六方晶系：有一個L6或Lei高級晶族：等軸晶系，有4個L3（放在第二位）4、 聚型的概念及特點。答：聚形的概念：有兩個或兩個以上的單形聚合而成的晶形稱為聚形聚形的特點：（1）聚形中，同一單形的晶面是同形等大的（不同單形的晶面一般大小形態(tài)不同）（2）聚形中，每個單形晶面數目不變。（3）聚形的形成并不是任意的，一般只有相同對稱型的單形才能組合形成聚形。（只有中級晶族的柱類和錐形可以和低級晶族的單面和平行雙面聚合）5、 類質同象的概念，分類及其影響因素，試舉例說明。答：概念：晶體結構中的部分質點被類似的質點所替換，相互替換的質點在晶體結構中占據相同的位置，質點的替換只引起晶格參數的微小變化及物理化學性質的規(guī)律變化，但晶體構造類型和鍵性不發(fā)生根本變化，這種現象稱為類質同象。分類：1.根據兩種組分在晶格中相互替換的數量可分為：（1） 完全類質同象：如橄欖石（Mg,Fe）[SiO]中Mg2+和Fe2+可以完全相互替換。4（2） 不完全類質同象：如閃鋅礦ZnS中Fe2+可以替代部分Zn2+。2.根據相互替代的離子電價可分為：（1） 等價類質同象：如橄欖石中Fe2+對Mg2+的替代。（2） 異價類質同象：如斜長石（Na[AlSiO]—Ca[AlSiO]）中Na+替代C即的同時有AL+38 2 28對Si4+的代替。影響因素：相似的原子或離子半徑；相互替換的離子總電價應相等；離子的類型和鍵性必須相似；溫度（升溫有利于類質同象的形成）；組分濃度、PH值、壓力。6、 簡述形成礦物的地質作用。答：按作用的性質和能量來源，可分為：內生作用、外生作用和變質作用。（1）內生作用是指由于巖漿的冷卻分異等過程，其中的物質通過各種物理化學反應形成的礦物作用。內生作用包括巖漿作用、火山作用、偉晶作用和熱液作用。（2）外生作用包括風化作用和沉積作用。（3）變質作用包括接觸變質作用和區(qū)域變質作用。7、 簡述硫化物及其類似化合物大類的晶體化學特征及其物性特征。答：晶體的化學特征：硫化物及其類似化合物中原子間的鍵性復雜，不僅表現共價鍵性，還顯示一定的離子鍵性，甚至還有金屬鍵性。晶體的物性特征：（1）金屬色、金屬光澤、條痕色深、不透明。少數硫化物具金剛光澤、半透明。（2） 部分礦物具完好的解理，另些礦物無解理。（3） 單硫化物和含硫鹽礦物硬度小于小刀，對硫化物及其類似化合物，其硬度大于小刀。（4） 熔點低，相對密度較大。8、 簡述氧化物大類的晶體化學特征及物性特征。答：化學特征：氧化物中以離子鍵為主，氫氧化物的晶體結構中，由（OH）-或（OH）-和02-共同形成緊密堆積，晶體結構主要是層狀或鏈狀，除離子鍵外，還往往存在氫鍵。物性特征：（1）形態(tài)：氧化物常見呈粒狀、致密塊狀集合體；氫氧化物則常見為細分散膠態(tài)混合物。（2） 硬度：氧化物的硬度較高，氫氧化物的硬度較低。（3） 解理：氧化物一般解理不發(fā)育，氫氧化物往往發(fā)育一組完全、極完全解理。（4） 密度：氧化物的相對密度變化較大。氫氧化物的相對密度較小。（5） 光學性質：惰性氣體型離子Mg、Al、Si等的氧化物和氫氧化物，通常呈淺色或無色，半透明至透明，以玻璃光澤為主。而陽離子為過渡型離子時，則呈深色或暗色，不透明至微透明，表現出半金屬光澤，且磁性增強。9、 簡述硫化物及其類似化合物的分類，試舉例。答：按陰離子的類型分為：（1）單硫化合物：陰離子為簡單的S2-、Se2-等，如方鉛礦PbS,黃銅礦CuFeS2。（2） 對硫化合物：陰離子為兩個原子以共價鍵結合后形成的雙原子，如黃鐵礦FeS2。（3） 含硫鹽：陰離子為半金屬As、Sb、Bi與S結合而成的離子團，如黝銅礦Cu12Sb：S13。10、簡述硅酸鹽五種絡陰離子的結構特點及其通式。 12413TOC\o"1-5"\h\z答：（1）島狀絡陰離子：常見有單個硅氧四面體［SiO」4-或雙四面體［SiQ］6-等，在結構中孤立存在。彼此間靠其它金屬陽離子連接。4 27（2） 環(huán)狀絡陰離子：硅氧四面體彼此間共用兩個角頂構成封閉的環(huán)狀，通式為［SiO」2n-（） "（3） 鏈狀絡陰離子：單鏈中每個硅氧四面體以兩個角頂分別與相鄰的兩個硅氧四面體連接成一維無限延伸的連續(xù)鏈。通式為】Si2O6］4n-。雙鏈相當于兩個單鏈組合而成，通式為［SiQ」6n-。 n（4） 層狀絡陰或子：每一個硅氧四面體均以三個角頂分別與相鄰的四面體連接，組成在二維空間內無限延伸的層，通式為［SiQ］4n-。（5） 架狀絡陰離子：每一個硅氧四面體均以其全部四個角頂與相鄰的四面體連接，組成在三維空間中無限延伸的骨架，在架狀結構中有一部分硅氧四面體被鋁氧四面體所代替。通式為［（AlSi）O2］x-。11、 簡述Al在硅酸鹽中曲作用\試舉例。答：（1）Al可以呈4次配位，代替部分的Si4+進入絡陰離子，形成鋁硅酸鹽，如鈉長石NalAlSiQ］。（2） Al可以呈6次配位，存在于硅氧骨干之外，作為陽離子，形成鋁的硅酸鹽，如高嶺石Al4［Si4O10］（OH）8（3） Al的兩種配位形式可以同時存在于同一構造中，形成鋁的鋁硅酸鹽，如白云母KAl2［AlSi3O8］（OH）212、 論述硅酸鹽類礦物的物性特征。答：物性特征：（1）解理：島狀結構三向等長者，一般無解理；柱狀者，一般有平行C軸的解理；片板狀者一般有平行底面的解理。鏈狀結構者多為平行于鏈的柱狀解理。環(huán)狀結構如有解理，則為平行于底面或柱面的解理。層狀結構者具有完全的平行于底面的解理。（2） 比重：架狀結構者比重較小，島狀比重較大，鏈狀、層狀和環(huán)狀結構者介于其間。（3） 顏色：在薄片中全部透明。（4） 硬度：除層狀結構外，硅酸鹽礦物硬度較高，島狀最高，環(huán)狀一鏈狀結構依次降低。13、 簡述輝石與角閃石的相同點與異同點。答：相同點：（1）具有相似的化學成分。（2）絕大多數為單斜晶系，少數為斜方晶系。（3） 晶體沿鏈間發(fā)育為柱狀、針狀、纖維狀。（4） 礦物顏色類似、硬度較大皆發(fā)育兩組柱面解理。不同點：（1）形態(tài)上：角閃石的柱狀更明顯、更長。（2）晶體橫斷面：輝石：呈假八邊形。角閃石：假六邊形或假菱形。（3） 解理夾角：輝石：87或93。角閃石：124或56。（4） 附加陰離子:輝石：無。角閃石：OH。14、 試用格子構造解釋面角守恒定律。答：成分和構造相同的晶體，其對應晶面的面網相同，其夾角必然相等，晶體生長時晶面又是平行向外推移的。因此，不論晶體生長的形態(tài)如何