结晶学及矿物学试题及答案

1、考试课程名称：结 晶 学学时：40学时考试方式：开卷、闭卷、笔试、口试、其它考试内容：一、填空题（每空分，共10分）1. 晶体的对称不仅体现在 上，同时也体现在上。2. 中级晶族中，L2与高次轴的关系为 。3. 下面的对称型国际符号对应晶系分别为：23为晶系，32为晶系，mm2为晶系，6mm为晶系。4. 金刚石晶体的空间群国际符号为 Fd3m其中F表示，d表示，根据其空间群符号可知金刚石属于晶系，其宏观对称型的全面符号为。5. 正长石通常发育双晶，斜长石发育双晶。6. 晶体中的化学键可以分为 、和等五种。7. 最紧密堆积原理适用于 晶格和晶格的晶体。二、选择题（每题1分，共10分，前4题为单选

2、）1. 对于同一种晶体而言，一般说来大晶体的晶面数与小晶体的晶面数，哪个更多？（）A 、大晶体的 B 、小晶体的 C 、一样多 D 、以上均错误2. 类质同象中，决定对角线法则的最主要因素是：（）A、离子类型和键型 B、原子或离子半径 C、温度 D、压力3. 具有L4和Li6的晶体的共同点是：（）A、有L2 B 、无P C、无C D、有垂直的P4. 关于布拉维法则说法不正确的是：（）A、实际晶体的晶面往往平行于面网密度大的面网B面网密度越大，与之平行的晶面越重要C面网密度越大，与之平行的晶面生长越快D面网密度越大，与之平行的晶面生长越慢A 、四面体B、立方体C、八面体D 、四方柱E 、斜方双锥

3、6. 黄铁矿晶体通常自发地生长成为立方体外形，这种现象说明晶体具有（）性质：A 、自限性B、均一性C、异向性D 、对称性7. 下面说法中正确的有：（）A、准晶体具有近程规律B、非晶体具有远程规律C准晶体具有远程规律D 、非晶体具有近程规律8. 某晶面在X、丫、Z轴上截距相等，该晶面可能的晶面符号有（）A 、（hhl） B 、（hkl） C、（ 1011）D、（hh2h）9. 同一晶带的晶面的极射赤平投影点可能出现的位置有（）A 、基圆上 B 、直径上 C 、大圆弧上 D 、小圆弧上10. 关于有序-无序现象说法正确的有（）A、有序-无序是一种特殊的类质同象B、形成的温度越高晶体越有序C形成的温

4、度越高晶体越无序D、有序-无序是一种特殊的同质多象三、名词解释（5个，每个2分，共10分）1. 平行六面体 2.晶体对称定律 3.空间群 4.双晶律 5.多型四、问答题（29分）1. 石盐（NaCI）晶体的空间群为Fm3m请在石盐晶体结构平面示意图（下图a，b）中分别以氯离子和钠离子为研究对象，画出各自的平面格子的最小重复单元。它们的形态相同吗？为什么？（ 6分）2. 简述同质多象的概念、同质多象转变的类型，并举例说明。（8分）3. 判断下列晶面与晶面，晶面与晶棱，晶棱与晶棱之间的空间关系（平行、垂直或斜交）：（8分）1 ）等轴晶系和斜方晶系晶体：（001 ）与001， （ 010）与010，

5、 （ 111 ）与111，（110）与（010）。2）三、六方晶系晶体：（1010）与（0001），（ 1010）与（1120），（ 101 0）与（1011）， （0001 ）与（1120）。结晶学（40学时）试题参考答案一、填空题1. 几何外形、物理性质2. 垂直3. 等轴、三方、斜方、六方4. 面心格子、金刚石滑移面、等轴、 3L44L36L29PC5. 卡斯巴、钠长石律聚片6. 离子键、共价键、金属键、分子键、氢键7. 金属、离子二、选择题三、名词解释1. 平行六面体：空间格子中最小的重复单位，由两两相互平行的六个面围限起来的。2. 晶体对称定律：晶体中只存在1次、2次、3次、4次和6

6、次对称轴，不会出现5次以及 6次以上的对称轴。3. 空间群：晶体内部结构中，对称要素的组合。由于它们不交于一点，且能够用数学的群 来表示，顾称为空间群。4. 双晶律：双晶结合的规律，通常用双晶要素和双晶结合面来表示。5. 多型：一种元素或化合物以两种或两种以上的层状结构存在的现象，不同层状结构之间 单元层是相同的，仅仅是层的堆垛方式不同四、问答题1. 答：（平面格子见下图）相同。因为空间格子是反映晶体的格子构造规律性的几何图形。 同一种晶体它的规律性是相同的，与选取的对象无关。因此，按照不同研究对象所画的平 面格子相同。2. 答：同质多像是指化学成分相同的物质，在不同的物理化学条件下，形成结构

7、不同的若 干种晶体的现象。其转变类型根据变体间相互转换关系可以分为：1）双变性转变，即两变体之间的转变是双向的，其转变过程快速且是可逆的。如：?-石英?-石英2）单变性转变，两变体之间的转变是单向的，其转变过程迟缓，且只在升温过程中发 生。如：?-石英 f ? 2-鳞石英 f ?-方石英其转变类型根据不同变体间的结构关系来看，可以分为：1）重建式转变，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的 变化，再重新建立起新变体的结构。如：金刚石和石墨间的转变2）移位式转变，不涉及键的破坏和重建，只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的变形。如：?-石英

8、和?-石英之间的转变3）有序-无序转变，同种物质晶体结构的无序态与有序态之间的转变。如：黄铜矿（CuFeS）晶体中fE+和CiT之间的有序态和无序态的转变3. 答：等轴晶系：垂直、垂直、垂直、斜交斜方晶系：垂直、垂直、斜交、斜交三、六方晶系:垂直、斜交、斜交、垂直4.答：1）4, 72)13)2, 3,5,6, 8, 94)3, 45)5，86)2, 5,87)9考试课程名称:矿物学学时：40学时考试方式：开卷、闭卷、笔试、口试、其它考试内容：一、名词解释（每个2分，共10分，答案写在答题纸上）1. 晶体习性2. 克拉克值 3. 假像4. 条痕5.铝硅酸盐二、填空题（每空分，共12分）1. 地

9、壳中化学元素分布最多的 8种元素为，因此，地壳中和大类矿物分布最广。2. 白云石CaMgCQ2和镁方解石（Ca,Mg） CQ中的 CT和Mg+间的关系分别为和。3. 矿物中的水分为 、和等三种基本类型，蛋白石（SiO2?nfC）中的水为水，水镁石（Mg（OH2）中的水为水。4. 组成软玉的主要矿物为 和。5. 具有正尖晶石型结构的矿物有 ，具有反尖晶石型结构的矿物有 <6. 正长石常见双晶，斜长石常见 双晶。7. AI2SQ5有、和等三种同质多相变体，其中为铝的铝硅酸盐。8. 具有TOT型结构单元层的矿物有 和，具有TO型结构单元层的矿物有和。三、选择题（每个1分，共14分。前7个为单选

10、）1、 常与硫元素相结合形成硫化物的离子为：（）A、惰性气体型 B、铜型 C、过渡型 D、以上均可2、 珍珠光泽常常出现在下面那些部位：（）A、解理面上 B、断口上 C、裂开面上 D、晶面上3、 绿柱石呈现绿色是因为：（）A、含有色素离子B、色心 C、含有杂质包裹体D、干涉效应4、 方铅矿常常与闪锌矿、黄铁矿在一起出现，它们间的关系为：（）A、共生 B、伴生 C、世代 D、假像5、 在KAISi 3Q的三种有序-无序变体中，透长石对应：（）A、完全无序态 B、完全有序态 C、部分有序态 D、均有可能&聚片双晶纹出现在：（）A、晶面上 B、解理面上 C、断口上 D 、以上均可7、高温石英

11、转变成低温石英后仍保留其原来的六方双锥的外形，此种现象称为：（ ）A、蚀像 B 、假像 C 、副像 D 、类质同像8、 二向延长性晶体的形态可以描述为：（）A、柱状 B、板状 C、鳞片状 D、纤维状9、 关于褐铁矿描述正确的有：（）A、是一种矿物 B、是混合物C可用于炼铁 D 、是铁矿石的风化产物10、 具有金刚光泽的矿物，它的透明度可以是：（）A、透明 B、不透明 C、半透明 D、以上均可11、 下面矿物中，石英的异种有：（）A、水晶 B、玛瑙 C、燧石 D、芙蓉石12、 硬度中等的矿物有：（）A、石膏 B、正长石 C、磷灰石 D、方解石13、 具有NaCI型衍生结构的矿物有：（）A、黄铁矿

12、 B、橄榄石 C、方解石 D、重晶石14、 以下矿物中，属于化学计量矿物的有：（）A、铁闪锌矿B、磁黄铁矿C、黄铁矿D、黄铜矿四、问答题（共24分）1. 从晶体化学的角度说明金刚石和石墨的性质差异。（7分）2. 下图是云母型晶体的结构示意图，请在图中标出下列结构单元：a.四面体片b.八面体片c.结构单元层d.层间域并请指出云母型晶体的结构单元层类型。（5分）3. 闪锌矿有深色和浅色之分，同时其他光学性质相应地也各有所不同， 请解释其原因所在。 （6分）4. 斜方辉石与单斜辉石矿物的解理面符号不同，解理夹角是否一样？为什么？请简单图示 说明。（6分）矿物学（40学时）参考答案一、名词解释1. 晶

13、体习性：在一定的外界条件下，矿物晶体常常生长出的习见形态，称为晶体习性。2. 克拉克值：元素在地壳中平均的百分含量，通常有质量克拉克值和原子克拉克值两种表 示方法。4. 条痕：矿物粉末的颜色。是鉴定矿物的重要依据之一。5. 铝硅酸盐：在硅酸盐类中，Al3+以四次配位的形式，进入到SiOR四面体中，替代一部分 Si4+,这种硅酸盐称为铝硅酸盐。二、填空题、Si、Al、Fe、Ca Na K Mg 氧化物和氢氧化物含氧盐2. 复盐中两种固定占位的阳离子类质同象3. 吸附水 结晶水 结构（化合）水 吸附 结构（化合）4. 透闪石 阳起石5. 尖晶石（铬铁矿）磁铁矿6. 卡斯巴 钠长石律聚片7. 红柱石

14、蓝晶石矽线石矽线石8. 滑石（云母）叶腊石（绿泥石）高岭石 蛇纹石三、选择题I- 5 B A A A A6-10 D C BC BCD ACII- 14 ABCD CD AC ACD四、问答题1. 答：金刚石和石墨的化学成分相同，但它们的晶体结构和晶格类型有较大差异，从而导致了它们宏观形态和物理性质上存在很大的差异。金刚石的空间格子为立方面心格子，晶 格中质点以共价键联结，是典型的原子晶格晶体。其物理性质显示原子晶格的特点：硬度 高，光泽强，具脆性，不导电。石墨的空间格子为三方或六方格子，层状结构，层内具共 价键一金属键，层间为分子键。表现在物理性质上为晶体具明显的异向性，具 0001 极完全

15、解理（层状结构导致），硬度低（分子键引起），金属光泽，电的良导体（金属键存在）。2. 答：结构单元层是指层状矿物的晶体结构中最小的重复单元。云母结构单元层的类型是TOT型。层状硅酸盐的四个基本结构见下图所示。3. 答：这是由于闪锌矿化学成分不同而导致的差异。在自然界中，闪锌矿（ZnS）中的Zn2+比较容易被Fe2+替代，形成类质同像混晶。当替代程度较少时，Zn2+与S2-以共价键连接。矿物显示出原子晶格晶体的光学性质，例如：较浅的颜色，同时条痕也很浅，矿物透明， 并且是金刚光泽。当替代程度较大时，Fe2+与S2-之间的化学键作用显现，这两种元素间的 化学键向金属键过渡，从而导致矿物显示出一定金

16、属晶格晶体的光学性质，例如：颜色变 深，条痕变深，半透明甚至不透明，半金属光泽等。4. 答：斜方辉石的解理面符号为210，单斜辉石的解理面符号为110。但它们的夹角相同。这是因为两个辉石亚族的矿物的结构形式一样，产生解理的原因相同，因此产生的解 理形态、夹角和等级均应相似。它们的解理面符号不同的原因是斜方辉石的a。（）刚好是单斜辉石ac（）的两倍，而be和C0值均非常相似，从而导致解理符号分别为210和110（见下图示）。考试课程名称：结晶学及矿物学学时： 60 学时考试方式：开卷、闭卷、笔试、口试、其它考试内容：一、填空题（每空分，共 17分）1 晶体的基本性质有 、和。2结晶学中，hkl是

17、符号，（hkl ）是符号，hkl是符号。3 .空间群国际符号 P4/mnm 中，P 表示、42表示、n 表示、m表示、属于晶系。4 .矿物中的水，据其存在形式及在结构中的作用分为、和。5 .等大球最紧密堆积有 和两种基本形式，球体之间存在和两种空隙类6 .按最外层电子构型。通常将阳离子划分为 、和等三种离子类型。7. 矿物的颜色，据其产生的原因通常可分为 、和三种。8. 根据晶体在三维空间的发育程度，晶体习性大致分为三种基本类型：、。9. 正长石常见的双晶是 ，斜长石的双晶是 。二、名词解释：（每个2分，共10分）1. TOT型结构2 .对称型 3.尖晶石型结构 4.矿物的硬度 5.类质同像四

18、、问答题 （25分）1、举例说明矿物解理产生的原因。（6分）2、以Si为原始几何点，找出它的相当点，画出空间格子的平面格子（ A图）；以O为原始几何点，找出它的相当点，画出相应的空间格子的平面格子（B图）。这两种情况下画出的平面格子相同吗？为什么？（ 6分）3、试从晶体化学的角度解释 AI2SQ5的同质多象现象，并分析它们所代表的温度压力条件？（7分）4、层间域是什么？层间域中的内容会影响矿物的哪些特性？ （6分）结晶学及矿物学（60学时）试题参考答案一、填空题1. 自限性、均匀性、对称性、各向异性、最小内能性、稳定性2. 单形、晶面、晶棱/晶带3. 原始格子、四次中性螺旋轴、对角线滑移面、对

19、称面、四 4. 吸附水、结晶水、结构水、层间水、沸石水5. 立方最紧密堆积、六方最紧密堆积、四面体、八面体6. 惰性气体型、铜型、过渡型7. 自色、他色、假色8. 一向延长型、二向延长型、三向延长型9. 卡斯巴双晶、聚片双晶二、名词解释TOT型结构：层状硅酸盐的一种基本结构单元层，它是由两层四面体层和一层八面体层构 成。其中T代表四面体层，O代表八面体层。对称型：宏观晶体中，所有对称要素的组合。例如：立方体的对称型为m3m尖晶石型结构：是A2匸型氧化物的一种结构。O-作立方最紧密堆积，A2f充填1/8的四 面体空隙，£充填1/2的八面体空隙的结构。尖晶石就具有这种结构。矿物的硬度：是

20、指矿物抵抗外界刻划、挤压等作用的能力。摩氏硬度是一种常用的矿物的硬度描述方法。类质同像：是指晶体结构中，某种质点被相似的质点所替代，键型和晶格类型不变，只是 在晶胞参数略有变化，宏观性质有所改变的现象。三、将下列单形符号所表示的几何单形名称填入表中符号晶系100110111四方晶系四方柱四方柱四方双锥/单锥等轴晶系立方体菱形十二面体八面体/四面体四、问答题1. 答：解理的产生严格受其晶体内部结构因素（晶格、化学键类型及其强度和分布）的控 制，常沿面网间化学键力最弱的面网产生。下面按照晶格类型，将解理产生的原因分别描 述如下：1） 在原子晶格中，各方向的化学键力均等，解理面/面网密度最大的面网。例如：金 刚石晶体的解理沿111产生。2）离子晶格，因静电作用，解理沿由异号离子组成的、且面网间距大的电性中和面网 产生，例如：石盐的解理沿100产生；或者，解理面/两层同号离子层相邻的面网，例 如：萤石的解理沿111产生。3） 多键型的分子晶格，解理面/由分子键联结的面网，例如：石墨的解理沿0001产 生。4）金属晶格，由于失去了价电子的金属阳离子为弥漫于整个晶