1结晶学与矿物学ppt课件

1、结晶学与矿物学crystallography and mineralogy胡 斌87195298中南大学.crystallography and mineralogy课程简介结晶学与矿物学是地球科学主干课程、专业根底课课程研讨对象：晶体和矿物结晶学：以晶体为研讨对象，主要研讨晶体的对称规律。研讨的是晶体的共同规律，不涉及到详细的晶体种类。特点：空间性、笼统性、逻辑性、理性、共性与后续矿物学构成明显的对比矿物学：以矿物晶体为研讨对象，主要研讨各详细矿物晶体的成分、物理性质、成因特点等。特点：阅历性、详细性、归纳分类性、感性、个性晶体和矿物与我们日常生活也有亲密联络： 衣

2、 防火衣 食 中药矿物药 朱砂 硫磺 蒙脱石 宝玉石.课程目的要求经过学习，要求对矿物晶体有系统的认识和了解，掌握矿物内外属性、构成作用及其在人类消费生活中的用途，为进一步学习后续专业课程奠定根底。调查与考核相结合，严厉评分规范，公平合理。.第一篇 结晶学根底50%学时研讨对象晶体第一章 晶体与晶体的根本性质第二章 晶体生长模型与面角恒等定律第三章 晶体的丈量与投影第四章 晶体的外部对称第五章 晶体定向与晶体符号第六章 单形与聚形第七章 晶体的规那么连生 第八章 晶体构造第九章 晶体化学.第二篇 矿物学50%学时研讨对象矿物(天然产出的晶体)第十章 矿物与矿物学的开展趋势第十一章 矿物的形状第

3、十二章 矿物的物理性质第十三章 矿物的化学成分第十四章 矿物的命名与分类第十五章 自然元素矿物大类第十六章 金属互化物矿物大类第十七章 硫化物及其类似化合物矿物大类第十八章 氧化物和氢氧化物矿物大类第十九章 含氧盐矿物大类一第二十章 含氧盐矿物大类二第二十一章 卤化物矿物大类.第一篇 结晶学根底结晶学晶体学开展历史及分支学科简介 结晶学始于17世纪中叶人类的矿业活动，与天文学一同成为人类认识物质世界开展最早的两门自然科学。1718世纪：以研讨晶体形状为主，也初步推测研讨晶体内部构造的几何规律；19世纪末20世纪初：X射线的发现及其对晶体构造的丈量，进入晶体内部构造研讨阶段；20世纪70年代以来

4、：透射电镜研讨晶体内部超微构造细节；20世纪80年代，发现准晶体，开辟了晶体对称实际新领域。.分支学科：几何结晶学研讨晶体宏观形状几何规律，主要是对称规律。晶体构造学研讨晶体内部构造几何规律及缺陷。晶体化学研讨晶体成分与构造的关系。晶体生长学研讨晶体生长机理及其影响要素。晶体物理学研讨晶体物理性质及其产活力理。以晶体形状对称规律及晶体内部构造对称规律为主，简介晶体化学与晶体生长。.第一章 晶体与晶体的根本性质crystal and the ultimate properties of crystal本章概要 1.晶体、非晶体 2.空间格子笼统，难点 3.晶体6个根本性质.一、晶体的根本概念1.

5、晶体的定义： 人类最早把具有天然规那么几何多面体形状的固体叫晶体。 现代对晶体的定义是：晶体crystal)是内部质点原子、离子或分子在三维空间周期性地反复陈列构成的固体物质。这种质点在三维空间周期性地反复陈列也称格子构造，所以晶体是具有格子构造的固体。.石盐的晶体构造.2.不具格子构造的物质称为非晶体或非晶态3.晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化 非晶态 晶态 (晶化 ，自发进展) 晶态 非晶态 (非晶化 ，需求外能)晶体具有格子构造既有近程规律也有远程规律非晶体不具格子构造只有近程规律（无定形体）. 所以,晶体比非晶体稳定。自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。4.准晶体quasicrys

6、tal)： 一种新的物态，其内部质点陈列具有远程规律，但没有平移周期，即不具格子构造。这种物态是介于晶体与非晶体之间的一种形状。.二、空间格子1.概念：空间格子就是表示晶体内部构造中质点周期 性反复陈列规律的几何图形。 空间格子的导出：a晶体平面构造图b相当点(空间点阵) c空间格子相当点：是指质点种类一样，周围环境分布种类一样和取向一样的其他质点也一样的几何点。. 首先在晶体构造中找出相当点，再将相当点按照一定的规律衔接起来就构成了空间格子。 相当点两个条件：1、性质一样，2、周围环境一样。.空间格子与详细的晶体构造是什么关系？可以以为详细的晶体构造是多套空间格子组成的，见图。 详细的晶体构

7、造是多种原子、离子组成的，使得其反复规律不容易看出来，而空间格子就是使其反复规律突出表现出来。空间格子仅仅是一个表达晶体构造中的周期反复规律的几何图形，比详细晶体构造要简单的多。.2.空间格子的要素：1结点：是空间格子中的点，它们代表晶体构造中的相当点。在实践晶体中,结点的位置一定由同种质点所占据。在空间格子中，它们只需几何意义，为几何点。.2行列：结点在直线上的陈列构成行列。空间格子中恣意两个结点结合起来就是一条行列的方向。在同一行列中结点间距是相等的，在平行的行列上结点间距也是相等的；不同方向的行列，其结点间距普通是不等的。空间格子中的行列.3面网：结点在平面上的分布构成面网。空间格子中不

8、在同一行列上的恣意三个结点就可以结合成一个面网，即恣意两个相交的行列就可以决议一个面网。面网上单位面积内结点密度称为面网密度。相互平行的面网，面网密度一样，面网间距两相邻面网间的垂直距也必定相等；互不平行的面网，面网密度及面网间距普通不同。 空间格子中的面网.面网密度与面网间距之间关系的表示图1234结论：面网密度大的面网其面网间距也大，反之，密度小，间距也小。.4平行六面体：是空间格子中所划分出的最小反复单位。它由六个两两平行而且相等的面组成。实践晶体构造中所划分出的这种最小反复单位,称为晶胞。整个晶体构造可视为晶胞在三维空间平行地、毫无间隙地反复累叠而成。晶胞的形状和大小取决于晶胞参数a、

9、b、c；、，也称为轴长和轴角。.平行六面体空间格子前往. 平行六面体可具有各种不同的外形，各种外形的平行六面体的晶胞参数怎样样？ 我们以后将会看到，平行六面体的外形一共有7种，对应有7套晶胞参数的方式，也对应7个晶系。.三、晶体的根本性质1、自限性： 是指晶体在适当条件下，可以自发地构成几何多面体外形的性质。其表如今晶体为平的晶面所包围,是格子构造在外形上的直接反映。晶面(晶体外表自发构成的平面)面网 晶棱(两个晶面的交棱行列角顶(晶棱会聚成尖的角顶)结点 晶面、晶棱、角顶与面网、行列、结点的关系表示图. 晶体的几何多面体形状受格子构造制约，它服从于一定的结晶学规律。2、均一性 是指晶体上的任

10、一部位具有和整个晶体完全一样的性质。 由于晶体是具有格子构造的固体,在一个晶体的各个不同部位都具有完全一样的格子构造，所以它们所表现出的各项性质也必定完全一样结晶均一性。. 非晶质体具有统计均一性。由于非晶质体不具有格子构造质点陈列不具远程规律，非晶质体的各个不同部分，没有任何两部分的内部构造是完全一样的，它们所以它们所表现出的各项性质也只是在统计意义上才是均一的。如玻璃的不同部分折射率等也是一样的。 .3、异向性各向异性： 是指晶体的性质随方向不同而有所差别。因为同一格子构造中，在不同方向上质点陈列普通是不一样的，因此沿不同方向察看时，晶体的各项性质将表现出差别来。如蓝晶石二硬石的硬度，随方

11、向的不同而有显著的差别。平行晶体的延伸方向AA可用小刀刻动，而垂直晶体的延伸方向BB小刀不能刻动。 非晶质体普通具各向同性，而无异向性。.4、对称性： 是指在晶体的外形上,相等的晶面、晶棱和角顶反复出现的性质。晶体的格子构造本身就是质点反复规律的表达。所以一切晶体都是对称的。 对称性是晶体极其重要的性质,是晶体分类的根底。.5、最小内能： 是指在一样的热力学条件下，晶体与同种物质的非晶质体、液体、气体相比较，其内能最小.内能动能与物质所处的热力学条件有关，温度越高，质点运动越强，动能也越大，不能用来比较内能的大小。势能位能，取决于质点间的间隔与陈列。势能越大，内能也越大。). 由于，晶体是具有格子构造的固体，其内部质点是有规律陈列的，这种规律的陈列是质点间的引力与斥力到达平衡的结果。所以，晶体具有最小内能。 对比加热曲线： 熔点时间 温度晶体温度时间非晶质体.晶体有固定的熔点，而非晶质体没有固定的熔点。6、稳定性： 是指在一样的热力学条件下，晶体比具有一样化学成分的非晶质体稳定。由于，非晶质体有自发转变为晶体的必然趋势，而晶体决不会自发转变为非晶质体。 非晶质体外界能量晶体自发地 晶体的稳定性是晶体具有最小内能的必然结果。晶体.本章重点3组重要的根本