《结晶学与矿物学》复习要点

1、结晶学、基本概念:1. 晶体(crystal)的概念：内部质点在三维空间周期性重复排列构成的固体物质。这种质点 在三维空间周期性地重复排列称为格子构造，所以晶体是具有格子构造的固体。2对称型(class of symmetry)晶体 宏观对称要素 之组合。(点群，point group)3空间群：一个晶体结构中，其全部对称要素的总和。也称费德洛夫群或圣佛利斯群。4单形(Simple form): 一个晶体中，彼此间能对称重复的一组晶面的组合。即能借助于对称型之全部对称要素的作用而相互联系起来的一组晶面的组合。5双晶：两个以上的同种晶体，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。6平行

2、六面体：空间格子中按一定的原则划分出来的最小重复单位称为平行六面体。是晶体内部 空间格子 的最小重复单位，是由六个两两平行 且相等的面网组成。7晶胞：能充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元，其形状大小与对应的单位平行六面 体完全一致。&类质同像：晶体结构中某种质点为性质相似的他种质点所替代，共同结晶成均匀的单 一相的混合晶体，而能保持其键性和结构型式不变，仅晶格常数和性质略有改变。9同质多像：化学成分相同 的物质，在不同的物理化学条件 下，形成结构不同的若干种晶体 的现象。10多型：一种元素或化合物以两种或两种以上层状结构存在的现象。这些晶体结构的结构 单元层基本上是相同的，只是它们的叠置次

3、序有所不同。二、晶体的6个基本性质1. 均一性(homogeneity)：同一晶体的 任一部位 的物理和化学性质性质 都是相同的。2. 自限性(property of self-confinement):晶体在自由空间中生长时，能自发地形成封闭的凸几何多面体外形。3. 异向性(各向异性)异向性(anisotropy):晶体的性质随方向的不同而有所差异。4. 对称性(property of symmetry):晶体的相同部分(如外形上的相同 晶面、晶棱或角 顶，内部结构中的相同 面网、行列或质点等)或性质，能够在不同的方向或位置上有规 律地重复出现 。5. 最小内能性：在相同的热力学条件 下，与

4、同种化学成分 的非晶质体、液体及气体相比， 以晶体的内能为最小。6. 稳定性： 在相同的热力学条件 下，对于化学成分相同 的物质，以不同的物理状态存在时，其中以结晶状态最为稳定。三、晶体的对称特点及晶体的对称规律1. 晶体的对称具有以下3个特点：p23一切晶体都是对称的。 晶体的对称是 有限的。遵循 晶体对称定律”。 晶体的对称不仅包含着 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。2. 晶体对称定律 (law of crystalsymmetry):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(L1、L2、L3、L4和L6)，而不可能 存在五次及高于六次

5、 的对称 轴。四、晶体的对称分类(晶族、晶系、晶类划分的依据)晶体的对称分类：晶体是根据其 对称特点进行合理的科学分类的。1) 根据高次轴的有无及个数，将晶体划分为 3个晶族(crystal category): 低级晶族 (lower category):无高次轴。中级晶族 (intermediate category):只有1个高次轴。 高级晶族(higher category):有多个高次轴。2) 各晶族中，根据 其对称特点(Ln或Lin的轴次的高低及其个数)划分为七大晶系(crystal system): 三斜晶系 (triclinic system):无 L2，无 P。 单斜晶系 (

6、monclinic system): L2或P不多于1个。 斜方晶系 (orthorhombic system)(正交晶系)： L2或P多于1个。 三方晶系 (trigonal system ):唯一的高次轴为L3。 四方晶系(tetragonal system )(正方晶系)：L4或Li4只有1个。 六方晶系 (hexagonal system) : L6或Li6只有1个。 等轴晶系 (isometric system )(立方晶系，cubic system ):有 4L3。3) 属于同一对称型 的所有晶体归为一类，称为晶类(crystal class)(晶组)。晶体共分为32个晶类。晶类的

7、名称由单形的一般形的名称确定。五、单晶的相聚原则及常见的13种单形(平行双面斜方双锥斜方柱 四方柱四方双锥 六方柱六方双锥三方双锥菱面体四面体八面体立方体菱形十二面体五角十二面体) 单形相聚的条件(根本原则)单形相聚，必须遵循对 称性一致的原则，即只有属于同一对称型的单形才能相聚。1) 单面、平行双面 可以在低级和中级晶族 的各晶系的晶体上出现；2) 三方柱、六方柱、三方双锥、六方双锥、复三方柱、复六方柱、六方单锥可出 现在三方和六方晶系的晶体上；3) 斜方柱可出现在斜方和单斜晶系中六、面角守恒定律、层生长理论、 螺旋生长理论、布拉维法则七、晶体内部对称要素类型，理解空间群的符号见 P111空

8、间群的符号空间群的国际符号（海曼一摩根符号）的构成和含义基本上与 对称型的国际符号 类同，具 体包括两个组成部分：（1） 前半部分：空间格子类型（以大写英文字母表示）（2） 后半部分：内部结构对称要素 之总和的符号 如： 金刚石的空间群为Fd3m，属m3m对称型。八、对称要素及双晶要素的概念及类型对称要素 （symmetry element）:在进行对称操作时 所凭借的一些 假想的几何要素点、线、面。晶体外形上可能存在的对称要素主要有：P、Ln、C、Lin、Lsn。1. 对称面：是一假想平面，也称镜面，相应的对称操作为对此平面的反映，它将图形分 为互为镜像的两个相等部分。2. 对称轴：是一假想

9、直线，相应的对称操作为围绕此直线的旋转，物体按该直线旋转一定角度后，可使相同部分重复，旋转一周重复的次数为轴次n重复时旋转的最小角度称基转角a。3. 对称中心（center of symmetry ） （ C ）位于晶体几何中心的一假想点）对称操作：反伸（倒反）过此点作任意直线，则在此直线上距C等距离的两端必定会出现晶体上2个相同部分（晶面、晶棱、角顶）。4. 旋转反伸轴（rotoinversion axis） （ Lin ）（倒转轴）过晶体几何中心的一假想直线， 物体按该直线旋转一定角度后，在对直线上一点进行反伸，可使相同部分重复，即为 旋转与反伸的复合的对称操作。5. 旋转反映轴（roto

10、reflection axis ） （ Lsn ）（映转轴）过晶体几何中心的一假想直线，为旋转和反映的复合对称要素，晶体围绕此直线旋转一定的角度后，并对与之垂直的一个平面进行反映，可使晶体的相同部分重合。九、几种结晶学符号：点群符号，晶面符号、晶带符号、单形符号、 空间群国际符号。十、最紧密堆积原理（内容，适应对象，空隙类型及数目，基本堆积方式）最紧密堆积原理：在晶体结构中，质点之间趋于尽可能的相互靠近，以达到内能最小， 晶体才处于最稳定的状态。适应对象：具有离子键和金属键的晶体。等大球体的最紧密堆积1） 六方最紧密堆积 （HCP ）:等大球体 按ABABAB的顺序， 每两层重复一次 的规律

11、重复堆积下去， 其结果球体在空间的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的顺序，每三层重复一次的规律连续堆积下去，则球体在空间的分布与空间格子中的立方面心格子 一致。按照空隙周围球体 的分布情况，可将空隙分为两种类型：1） 四面体空隙：由4个球体围成的空隙，此 4个球体中心 之联线恰好联成一个 四面体 的形状。2）八面体空隙：由6个球体围成的空隙，此6个球体中心 之联线联成一个 八面体的形状。 八面体空隙比四面体空隙要大。 不论何种最紧密堆积，每一个 球体的周围都总共有6个八面体空隙 和8个四面体空隙。 当有n个等大球体 作最紧密堆积 时，

12、即必定共有 n个八面体空隙 和2n个四面体空隙。十一、元素的离子类型、晶格类型离子类型晶格类型：依据晶体中 占主导地位 的化学键的类型，晶体结构 可分为4种晶格类型。1. 离子晶格晶体结构 的基本单元 为失去电子的 阳离子和得到电子的 阴离子。质点的结合主要靠阴、阳离子间的静电引力相互联系起来，从而形成 离子键。离子键无方向性 和饱和性。晶格中离子间的具体配置方式，取决于阴、阳离子的电价及 其离子半径的比值等因素。主要由 离子键形成的晶体属于 离子晶格。如：石盐、萤石等。离子晶格晶体的特点： 结构较紧密，具较高的CN。 透明一半透明，非金属光泽，、折射率和反射率均低；具较高的硬度 和相当 高的

13、熔点；一般不导电，但熔融后 可导电。 易溶于极性溶剂。鲍林法则： 围绕每一阳离子形成一个 阴离子配位多面体，阴、阳离子的间距决定于 它们的半径之和，阳离子的CN取决于它们的半径之比。 阳离子的电价为其周围的阴离子的电价所平衡，即静电价原理。 当两个配位多面体 以共棱，特别是共面形式存在时，会 降低晶体结构 的稳定性。对 电价高而CN小的阳离子，此效应很显著；而当阳、阴离子的半径比值（rc/ra）接近于该配 位多面体稳定的下限值时，则此效应尤为显著。 在含有不同阳离子 的晶体结构中，电价高、半径小、CN低的阳离子的配位多面体 趋 向于尽量不直接相连，即配位多面体不会共面、共棱或共角顶。而是中间由

14、 其他阳离子 的配位多面体予以隔开，彼此尽可能地相距远些它们；至多只可能相互共角顶。 在一个晶体中， 本质不同的结构组元的种类，倾向于为数最小，即在一个 晶体结构 中，晶体化学性质相似 的不同离子 将尽可能 采取相同的配位方式，此法则称 “节省原 理”。2. 原子晶格晶体结构单元 为原子。原子间的结合是通过共价键。共价键具有方向性和饱和性。晶格 中原子间的排列方式主要受键的取向所控制。一般不能形成最紧密堆积。原子晶格晶体的特点： 原子堆积的紧密程度远比离子晶格为低，CN也较低。 晶体呈透明一半透明，金刚光泽一玻璃光泽；一般具较高的硬度和熔点；不导电。 化学性质比较稳定。3. 金属晶格：晶体结构

15、单元 是失去了价电子 的金属阳离子 和一部分中性的金属原子。它 们彼此之间借助于 自由电子 而相互联系，形成金属键。金属键无方向性 和饱和性。主要 由金属键形成的晶体属 金属晶格，其结构通常可视为 等大球体 的最紧密堆积。金属晶格晶体的特点： 结构紧密，CN高。 不透明，金属光泽；硬度一般较小；强延展性，良好的导电性和导热性。4. 分子晶格：分子晶格与其他晶格的根本区别在于：其 结构中存在着真实的中性分子。 分子内部 的原子之间 通常以共价键相结合，而 分子与分子之间则为相当弱的分子间力 所 联系。分子键无方向性 和饱和性。分子相互间 的空间配置方式 主要取决于 分子本身的几 何特征。主要由分

16、子键形成的晶体属分子晶格。分子晶格晶体的特点： 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。 多数晶体透明，非金属光泽；一般硬度小、熔点低；不导电，可压缩性和热膨胀 率大，导热率小。 不溶于水，溶于有机溶剂。十二、类质同像1.类质同像：晶体结构中某种质点为性质相似的他种质点所替代，共同结晶成均匀的单 相的混合晶体，而能保持其键性和结构型式不变，仅晶格常数和性质略有改变。2类质同像的类型1据质点间所能替代的比例范围，分：(1) 完全类质同像：性质相似 的两种质点 可以任意比例相互替代。如:Mg2SiO4 (Mg,Fe)2SiO4 (Fe,Mg)2SiO4 Fe2SiO4镁橄榄石含铁镁橄

17、榄石含镁铁橄榄石铁橄榄石端员组分：完全类质同像系列中两端的纯组分。端员矿物：由完全类质同像系列 中端员组分组成的矿物。(2) 不完全类质同像：性质相似 的两种质点 只能在确定的某个有限范围内替代。2 据相互替代质点 的电价相同与否，分：(1) 等价类质同像：相互替代的离子为同价离子。(2) 异价类质同像：彼此替代 的离子的电价不相同。探 异价类质同像替代 的对角线法则：在元素周期表 中，从左上方t右下方 的对角线方向 上，任意两个相邻元素，其离子半径相近；一般右下方高价阳离子易 于替代其左上方的 低价阳离子。3.类质同像的影响因素(一)内因1.原子或离子的半径相互替代 的原子或离子的半径必须尽

18、可能 相近。 若r1和r2分别为相互替代的原子或离子的半径，则一般地：30%寸,难发生类质同像,高温下也 只能形成不完全类质同像2. 离子类型和键性：相互替代 的质点的离子类型和成键性质 应相同或相似。 离子结合时 的键性与离子的外层电子构型 有密切关系。一般地： 惰性气体型离子 以离子键结合，易形成 氧化物、含氧盐、卤化物矿物； 铜型离子主要以共价键易与硫结合形成硫化物及其类似化合物； 过渡型离子 则具双重性，在不同的介质条件 下，会显示出 不同的价态、不同的离子 类型和成键性质。如：Hg2+与Ca2+的离子半径相似，但离子类型不同，故不能产生类质同像。3. 电价：类质同像替代前后总电价应保

19、持平衡。(二)外因1 .温度：温度 的增高一般可使 固溶体的溶解度增大，有利于类质同像 的发生；而 温度 的降低，则将限制类质同像 的范围，并促使固溶体的离溶(出溶)。固溶体离溶：由单一结晶相 的均匀固溶体分离 成两种成分不同 的结晶相的作用。温度 的降低,压力的增大，以及氧化电位增高，均可促使 类质同像 的分解而发生离溶。2 .压力：压力 的增大将促使晶格 趋于紧密，会降低类质同像替代 的能力，并促使其离 溶。3.组分浓度：矿物结晶过程 中，若介质中某种组分 的浓度不足，则将有利于与其性质相 似的组分以类质同像混入物 的形式进入晶格，以弥补该主要组分数量 的不足。矿物学一、主要概念1矿物(m

20、ineral ):是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化学成分和内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定的天然结晶态的单质或化合物，它们是岩石和矿石的基本组成单位。2. 化学计量矿物：在各晶格位置上的组分之间遵守定比定律、具严格化合比的矿物。如水晶(SiO2)。如橄榄石(Mg, Fe)2SiO4 等。闪锌矿3. 非化学计量矿物：某些含变价元素的矿物，因形成过程中常处于不同的氧化还原条件下，其价态会发生变化。由于受化合物电中性的制约，其内部必然存在某种晶格缺陷，致使其化学组成偏离理想化合比，不再遵循定比定律。磁黄铁矿。4. 晶体习性(crystal habit，也称结晶习性或晶习)是指矿物

21、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。其含义主要强调矿物总体外貌特征，即主要考虑晶体在三维空间相对发育的情况和形态；有时也具体指该晶体常见的单形的种类。5. 自色(idiochromatic color):由矿物本身固有的化学成分和内部结构所决定的颜色，是由于组成矿物的原子或离子在可见光的激发下，发生电子跃迁或转移所造成的。6. 他色(allochromatic color):矿物因含外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的颜色。7. 假色(pseudochromatic color ):由物理光学效应所引起的颜色，是自然光照射在矿物 表面或进入到矿物内部所产生的干涉、衍射、散

22、射等而引起的颜色。8. 痕：指矿物粉末的颜色，通常是以矿物在白色无釉瓷板上擦划所留下的粉末的颜色。 矿物的条痕能消除假色、减弱他色、突出自色，比矿物颗粒的颜色更为稳定，更有鉴定意义。9. 解理(cleavag :矿物晶体受应力作用而超过弹性限度时，沿一定结晶学方向破 裂成一系列光滑平面。这些光滑的平面称解理面。10. 裂开：指某些矿物晶体在应力作用下，有时可沿着晶格内一定的结晶方向破裂成平面。裂开的平面称裂开面。11. 矿物的标型特征：能反映矿物的 形式形成条件 和稳定条件的矿物学特征称为 矿物的标型特征(typomorphic features ),通常简称为矿物标型，具体地划分为化学标型、

23、结构标型、 形态标型和物理性质标型。(举例)p230金刚石，黄铁矿，萤石例如，萤石的晶体形态具有标型特征，它随着介质的PH值离浓度的变化而变化。在碱性溶液中结晶时，F-离子起主导作用，而发育F-离子面网密度大的100晶面成立方体；在中性溶液中结晶时，Ca2和F-作用相当，而发育 Ca2+、F-组成面网密度最大的110晶面成菱形 十二面体；在酸性介质中，Ca2+起主导作用而发育Ca2+面网密度最大的111晶面而形成八面体。又如金刚石、黄铁矿、磷灰石等矿物的形态均具标型意义(wt508dp)。黄铁矿(理想化学式为FeS)的Fe/(S+As)非化学计量具标型意义：若Fe/(S+As)值明显大于0.5

24、00，指示其属浅部形成，而当Fe/(S+As)值小于或略大于0.500时，则反映它属深部产物。据此可判断其所在地质体的剥蚀情况。必须指出，并非所有的矿物都具有标型特征。仅某些矿物的某些性质才具标型意义。而且是全球性标型较少，而地区性标型相对较多。12. 标型矿物 (typomorphic mineral )和标型矿物共生组合 (typomorphic mineral assemblage):只在某种特定的地质作用中形成和稳定的矿物和特定性矿物组合。它们强调矿物或矿物组合的单成因性，其本身即是成因上的标志。(举例)例如斯石英专属于高压冲击变质成因，产于陨石冲击坑；辰砂、辉锑矿则为低温热液矿床的典

25、型矿物；含金刚石的金伯利岩的原生矿物组合为镁铁橄榄石、金云母、铬镁铝榴石、铬透辉石、顽火辉石、镁钛铁矿、铬尖晶石、金刚石、金红石及含铌、钽的锐钛矿。13、假像：当交代强烈时，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，这种晶形称为假像(pseudomorph)。如褐铁矿呈现黄铁矿假像，称假像褐铁矿。14、副像：矿物发生同质多像相变时，其晶体结构及物理性质均发生明显的变化，但原变体的晶形却为新变体所继承下来，此种晶形称为副像(paramorph )。例如，常见a -石英呈现石英的六方双锥晶形。石英的副像：高温石英(3 -石英)在低于573 C时自动迅速转换成低温石英(a -石英)，但

26、仍保留3 -石英六方双锥的外形。15. 矿物种：指具有确定的晶体结构和相对固定的化学成分的矿物。16. 亚种：类质同像系列的中间成分者可作为矿物种之下的亚种。17变种或异种：同一矿物种中，由于矿物在次要化学成分或物理性质、形态上呈现出较明 显的差异，故往往称之为变种或异种。18. 铝硅酸盐铝的硅酸盐铝的铝硅酸盐19. 四面体片(T)：每个SiO 44-均以3个角顶分别与相邻的3个SiO 44-相联结而成的二维延展的网层(最常见六边形网),称四面体片，以字母 T表示。在四面体片中，每一个四面体有一个只与一个Si相联结的0称为活性氧，活性 0常指向同一方向，从而形成一个也按六方网格排列的顶0平面，

27、羟基0H位于六方网格中心，与顶0处于同一平面上。20.八面体片（0）上下四面体片以顶0相对，并以最紧密堆积的位置错开叠置，在其中形成了八面体孔隙，其中被Mg2+、Fe2+、Al3+、Fe3+、Li+、Cr3+等阳离子充填,0表示。有时八面体片系由四面体CN=6，配位八面体共棱联结形成了八面体片，以字母 片的活性0 （及0H ）与另一层0H组成21.结构单元层：由八面体片和硅氧四面体片通过共用活性氧相互连结而组成的层状硅酸盐矿物中的最小重复单位。结构单元层彼此堆垛相连构成矿物的晶体结构。22.粘土矿物：产于粘土和粘土岩中的、 结晶极细（一般2卩m ）的、以Al、Mg、Fe 等为主的含水层状结构硅

28、酸盐 矿物。具良好的吸附性、可塑性、膨胀性及离子交换 等特殊性 能，广泛用作陶瓷、耐火材料，应用于石油、建筑、纺织、造纸、油漆等工业。矿物中水的类型并注意书中举出的相应例子水的主要类型矿物和矿物集合体中水的种类不参与晶格吸附水（中性的H2O分子）参与晶格结晶水（中性的H2O分子）结晶水化物的水 沸石水 层间水结构水（离子OH -、H +、H3O）1）吸附水（hydroscopic water ）:被机械地吸附于矿物颗粒的表面和裂隙中，或渗入矿物集合体中的中性水分子（h20）。它不参加晶格，不属于矿物的化学组成。（1）吸附水含量不定，随温度和湿度而异。常压下，温度增至100110 c时，矿物中吸

29、附水即全部失去而不破坏晶格。（2）吸附水的一种特殊类型 一一胶体水，是胶体矿物本身的固有特征，应列入矿物的化学式，如蛋白石：SiO 2 nH 2 0。胶体水的失水温度一般 100250 C。2) 结晶水(crystallization water)以h2o的形成存在于矿物晶格中一定位置上的水，是矿物固有组分之一，水含量一定，其数目与其他组分的含量成简单的比例关系。注意：(1) 结晶水出现于大半径络阴离子的含氧盐矿物中。(2) 结晶水的作用：通过以一定的配位形式环绕小半径的阳离子形成水化阳离子；以增大阳离子的体积而不改变其电价，从而与大的络阴离子组成稳定的化合物，如石膏：CaSO 4 2H 20

30、，胆矶 CuSO4.5H2O 。3) 结构水(constitution water )化合水(combined water )以(OH) 、H+或(H 3 O) +离子形式存在于矿物晶格中一定位置上，并有确定的含量比的水”。注意：(1)尤以(OH)最常见，主要存在于氢氧化物和层状硅酸盐等矿物中。女口:水镁石 Mg(OH) 2，高岭石 Al 4 Si 4O10 (OH) 8，天然碱 Na 3 HCO 3 2H 2 O，水云母(K, H 3O)Al 2 AlSi 3O10 (OH)2 等。(2)结构水的失水温度一般约在6001000 C。失水后结构完全被破坏。4) 层间水(in terlayer

31、water )存在于某些层状结构硅酸盐(如粘土矿物)晶格中结构层之间的H?O，其主要与层阳离子结合成水合离子。注意：(1)结构层表面存在过剩的负电荷，可吸附其他金属阳离子，后者再吸附h2o，从而在相邻结构层之间形成水分子层，即层间水。其含量随所吸附的阳离子的种类、环境的温度和湿度而异，可在相当大的范围内变化，并可有确定的上限值。如多水高岭石Al 4 Si 4O10 4H 2O 等。(2) 失水温度一般100250 C。通常加热至几十度即开始脱水，常压下至110 C土则大量失水。(3) 失水后，晶格并不被破坏，仅结构层之间距离缩短，晶胞参数Co减小，矿物的比重和折射率增大；且在潮湿的环境中又可重

32、新吸水。如蒙脱石(Na,Ca) 0.33 (AI,Mg) 2 (Si,Al) 4O10 (OH)2 nH 2 O 具明显的吸水膨胀的特性；而蛭石(Mg,Ca) 0.5 (Mg,Fe + ,Al) 3(Si,Al) 4O10 (OH)2 4H 2 O 则表示出显著的热膨胀性。5) 沸石水 (zeolitic water)主要存在于沸石族矿物晶格中宽大的空腔和通道中的H?0，与其中的阳离子结合成水合离子。(1) 水的含量随温度和湿度而异，上限值与其他组分含量具简单比例关系。(2) 失水一般从80 C开始，至400 C时沸石水可全部失去。(3) 沸石水易失去也易复得，其得失不会破坏晶格，只是矿物的晶

33、格常数和某些物理性质稍有变化。失水后的沸石可重新吸水，并恢复到原来的含水限度，再现其原来的物理性质。如钠沸石 Na2(AI 2Si 3O10 ) 2H 2O。三、解理产生的原因解理严格受晶体结构因素 一一晶格类型 及化学键类型、强度和分布的控制，解理面常沿面网 间化学键力最弱的面网产生。1) 在原子晶格中，各方向的化学键力均等，解理面一般平行于面网密度最大的面网。 因为从几何角度来看，面网密度在，面网间距也大，面网间的引力就小，故解理容易沿此方向产生。如金刚石中面网密度最大的为11110 0 110方向的面网，相邻原子层的间距在111面网方向为1.54 ?,0 .51 ? ; 110为 1.2

34、6 ?; 100 为 0.89?。因此，金刚石沿111方向发育中等解理。2) 在离子晶格中，因静电作用，解理沿由异号离子组成的、且网面密度大的电性中和 面网产生；如方铅矿的晶体对构中，10 0是由卩“和s-组成，且数量相等而达到电性中和，故 方铅矿沿10 0 产生完全解理。或者解理面平行于相邻两层为同号离子的面网。因同号 离子相斥，使相邻面网间连系力弱。如萤石沿111方向有F组成的两个相邻面网,其完全解理平行111面产生。3) 对多键型晶格，解理面平行于化学键力最强的方向。如石墨为层状结构，层内C-C键具共价键和金属键， 层间以分子键结合，层内键力强, 其解理沿 0 0 0 1 层方向产生。又

35、如具链状结构的角闪石，链内Si与O以强的共价键结合，链间主要以离子键相结合，因而角闪石具有两组平行于链延伸方向的完全解理。4) 至于金属晶格，由于失去了价电子的金属阳离子为弥漫于整个晶格内的自由电子所联系，当晶体受力时很容易发生晶格滑移而不致引起键的断裂，故金属晶格晶体具强延展性而无解理。四、矿物的晶体化学分类体系晶体化学分类：依据矿物的化学成分和晶体结构级序划分依据举例大类化合物类型含氧盐大类类阴离子或络阴离子种类硅酸盐类（亚类）络阴离子结构链状硅酸盐亚类族晶体结构型和阳离子性质辉石族（亚族）阳离子种类单斜辉石亚族种一定的晶体结构和化学成分普通辉石（亚种）在完全类质冋像中根据其所含端兀组分的

36、比例划分（变种或异种）晶体结构相同，成分或物性、形态稍异钛质普通辉石（钛辉石）五、对比石墨和金刚石的形态和物理性质并用晶体化学性质解释造成差异的原因金刚石：（形态）自然界金刚石以单晶产出，常见圆粒状或碎粒。单形主要是八面体，菱形 十二面体及它们的聚形。（物理性质）无色透明，硬度高，光泽强，具脆性，导热性良好,不导电。为原子晶格：晶格中质点以共价键联结。石墨为分子晶格层状结构， 层内具共价键，层间 为分子键。物理性质：具明显的异向性。金属光泽。 0001 极完全解理，硬度低。电的良导体。六、自然金的形态和物理性质并 用晶体化学知识解释其物性特征形态：完好晶形少见，一般呈不规则粒状 或 树枝状 等

37、集合体。物理性质：金黄色 颜色及条痕，强金属光泽。硬度 低（23 ）,无解理，强延展性。 相对密度大（15.619.3 ）。熔点高（1062 C）。（2）代替硅进入四面体，形成铝硅酸根，和阳离子结合成铝硅酸盐，例如正长石。铝的双重作用受环境控制， 在高温或碱性环境条件下主要形成铝硅酸盐，在襄樊条件下形成铝的硅酸盐，铝硅酸盐比较容易风化转变成铝的硅酸盐，特别是在酸性环境中。6单硫化物与对硫化物的通性和区别？答：通性：矿物阴阳离子间电负性差值很小，矿物的晶格不是典型的离子晶格，其化学键由离子键向金属键和共价键过渡。硬度一般较低，比重一般较大区别：单硫化物的阴离子为简单离子，对硫化物的阴离子为两个原

38、子以共价键结合后形成的双原子离子。7金刚石与石墨的区别，主要指物理性质？答：金刚石：粒状，纯净者无色透明，常因微量杂质的混入呈蓝，黄，灰，黑等各色。具强 色散性，金刚光泽。硬度10。中等解理，性脆。紫外线照射下发淡蓝色或紫色磷光。导热性好，热膨胀系数小，电阻率高，具有良好的半导体性能。产于高压环境。石墨：鳞片状或致密块状。钢灰至铁灰色。不透明，条痕亮灰黑色，金属光泽，硬度1，解理极完全，薄片具挠性，手摸之有滑感，并污手，电，热良导体，化学性质稳定，产于高 温环境。8晶格常数以及晶轴的选择原则？答：晶轴的选择原则：（1）优先选择对称轴作晶轴；（2）当对称轴的数量不能满足需要时， 选对称面的法线来

39、弥补足；（3）如果对称轴和对称面的法线都不能满足需要时，则选平行于发育晶棱的方向；（4）在上述前提下，应尽可能使所选晶轴彼此垂直或趋向垂直，并使轴单位彼此相等或趋近相等1影响矿物硬度等力学，光学性质的因素？答：1,矿物的硬度决定于矿物的成分和结构，具原子晶格者硬度最高，具分子晶格的矿物硬度最低，离子晶格矿物则决定于离子的电价和半径，一般情况下，矿物的硬度随离子电位（电价/半径）的绝对值增大而提高。2晶体结构中质点排列方式对硬度的影响很大，具层状结构的矿物其层间联系力弱，硬度一般较低，含结晶水的矿物，硬度通常也不高。2解理与裂开的概念与区别？答：解理一一矿物手里后，沿一定结晶方向裂开呈光滑平面的性质裂开一一个晶体因存在聚片双晶或定向包裹体等原因，而在受力后能沿双晶结合面或包裹体分布面等方向裂开成光滑平面的性质区别：解理直接决定于晶体结构，是晶体最稳定的性质之一，在某方向解理的晶体，在其任何单体上都可以产生该方向的解理，而且沿该方向产生的解理，在晶体上任何部分都同样可以产生；裂开不直接决定于晶体结构， 而是决定于杂质和双晶结合面等晶体结构以外的原因。 某种晶体的某些个体有某方向裂开，其他个体就不一定有，另外，再有裂开的晶体中，