结晶学及矿物学课后答案汇总

第一章习题

1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?准晶体是一种什么物态?

答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。而非晶体不具有格子构造。晶体具有远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。准晶态也不具有格子构造，即内部质点也没有平移周期，但其内部质点排列具有远程规律。因此，这种物态介于晶体和非晶体之间。

2.在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗?为什么?

答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。因为相当点是满足以下两个条件的点：a.点的内容相同；

b.点的周围环境相同。同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满足第二个条件。因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。

3.从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。

答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定的。现分别叙述：a.自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。

b.均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。

c.异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。

d.对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。

e.最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的结果。无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。因此，在相同的温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。

f.稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。

5.图1-6中,金红石结构中的氧离子分属几套相当点?

答:分属4套相当点.

第二章习题

1.讨论一个晶面在与赤道平面平行、斜交或垂直时，投影点与投影基圆之间的距离关系。

答：根据晶面极射赤平投影的步骤和方法可知：与赤道平面平行的晶面投影点位于基圆的圆心，斜交的晶面投影点位于基圆的内部，直立的晶面投影点位于基圆上。根据这一规律可知，投影点与基圆的距离由远及近顺序分别为与赤道平面平行的晶面、斜交的晶面和垂直的晶面。

2.作立方体、四方柱的各晶面投影，讨论它们的关系。

答：立方体有六个晶面，其极射赤平投影点有六个投影点。四方柱由四个晶面组成，其投影点只有四个。四方柱的四个投影点的分布与立方体直立的四个晶面的投影点位置相同。如果将四方柱顶底面也投影，则立方体与四方柱投影结果一样，由此说明，投影图不能放映晶体的具体形状，只能反映各晶面的夹角情况。

3.已知磷灰石晶体上（见附图），m∧m=60°，m∧r=40°，作其所有晶面的投影，并在投影图中求r∧r=?答：晶面的极射赤平投影点见右图。在吴氏网中，将两个相邻的r晶面投影点旋转到过同一条大圆弧，在这条大圆弧上读取两点之间的刻度即为r∧r=42o。

4.作立方体上所有对称面的极射赤平投影。

5.请证明:在极射赤平投影图中,某晶面投影点与圆心的距离h与该晶面的极距角ρ的关系为:h = rtanρ/2 (r为基圆半径).

请见教材图2-6.在直角三角形OSa中,一直角边长为r,另一直角边为Oa,Oa=h,Oa的对角为ρ/2,根据三角函数关系可得:h = rtag ρ/2.

第三章习题

1.总结对称轴、对称面在晶体上可能出现的位置。

答：在晶体中对称轴一般出现在三个位置：a.角顶；b.晶棱的中点；c.晶面的中心。而对称面一般出现在两个位置：a.垂直平分晶棱或晶面；b.包含晶棱。

2.旋转反伸操作是由两个操作复合而成的，这两个操作可以都是对称操作，也可以都是非对称操作，请举例说明之。

答：旋转反伸轴Li3是由L3及C的操作复合而成，在有Li3的地方是有L3和C存在的，这两个操作本身就是对称操作；旋转反伸轴Li6是由L6和C的操作复合而成，在有Li6的地方并没有L6和C存在的，即这两个操作本身是非对称操作，但两个非对称操作复合可以形成一个对称操作。

3.用万能公式证明：Li2=P⊥，Li6=L3+P⊥（提示：Lin=Ln×C；L3+L2∥=L6）

证明：∵Li2=L2×C，而万能公式中L2×C= P⊥

∴Li2=P⊥

∵Li6=L6×C，将L3+L2∥=L6代入可得：Li6=（L3+L2∥）× C = L3+（L2 ×C）= L3+P

4.L33L24P属于什么晶系?为什么?

答：它属于六方晶系。因为L33L24P也可以写成Li63L23P，而Li6为六次轴，级别比L3的轴次要高，因此在晶体分类中我们一般将Li63L23P归属六方晶系。

第四章习题

1.总结下列对称型中，各对称要素在空间的分布特点，它们与三个晶轴的关系：m3m，m3，3m。

答：在m3m对称型中，其所有对称要素为3L44L36L29PC。其中对称中心C在原点；3个P分别垂直于其中一个结晶轴，另外6个P分别处于两个结晶轴夹角平分线处；6个L2分别是任意两个结晶轴的对角线；4和L3分别位于三个结晶轴的体对角线处，3个L4相互垂直且分别与一个结晶轴重合。

在m3对称型中，其所有对称要素为3L24L33PC。其中对称中心C在原点；3个P相互垂直且分别垂直于其中一个结晶轴；4和L3分别位于三个结晶轴的体对角线处，3个L2相互垂直且分别与一个结晶轴重合。

在3m对称型中，其所有对称要素为L33P。L3与Z轴重合，3个P分别垂直于X、Y、U轴。

2.区别下列对称型的国际符号：

23与32 3m与m3 6/mmm与6mm

3m与mm 4/mmm与mmm m3m与mmm

答：首先我们可以通过这些对称型的国际符号展示的对称要素，确定它们所属的晶系。然后将对称要素按照国际符号书写的方位分别置于其所在的位置。最后根据对称要素组合定律将完整的对称型推导出来。23与32：23为等轴晶系，对称型全面符号为3L24L3；32为三方晶系，对称型全面符号为L33L2。

3m与m3：3m为三方晶系，对称型全面符号为L33P；m3为等轴晶系，对称型全面符号为3L24L33PC。6/mmm与6mm：6/mmm为六方晶系，对称型全面符号为L66L27PC；6mm

6mm为六方晶系，对称型全面符号为L66P。

3m与mm：3m为三方晶系，对称型全面符号为L33P；mm为斜方晶系，对称型全面符号为L22P

4/mmm与mmm：4/mmm为四方晶系，对称型全面符号为L44L25PC；mmm为斜方晶系，对称型全面符号为3L23PC。

m3m与mmm：m3m为等轴晶系，对称型全面符号为3L44L36L29PC；mmm为斜方晶系，对称型全面符号为3L23PC。

3.观察晶体模型，找出各模型上的对称要素，确定对称型及国际符号，并画出对称要素的赤平投影。答：这一题需要模型配合动手操作才能够完成。因此简单介绍一下步骤：

1）根据各种对称要素在晶体中可能出现的位置，找出晶体中所有的对称要素；

2）写出其对称型后，根据晶体对称分类中晶系的划分原则，确定其所属的晶系；

3）按照晶体的定向原则（课本P42-43，表4-1）给晶体定向；

4）按照对称型国际符号的书写原则（课本P56，表4-3）写出对称型的国际符号；

5）将对称要素分别用极射赤平投影的方法投影到平面上。投影的顺序一般为先投影对称面，接着投影对称轴最后投影对称中心。

4.同一晶带的晶面，在极射赤平投影图中怎样分布?

答：同一晶带的晶面的投影先投到投影球上，它们分布在同一个大圆上。用极射赤平投影的方法投影到水平面上可以出现三种情况：分布在基圆上（水平的大圆）；分布在一条直径上（直立的大圆）；分布在一条大圆弧上（倾斜的大圆）。同一晶带的晶面投影在同一大圆上，因为同一晶带的晶面其法线处于同一圆切面上。

5.下列晶面哪些属于［001］晶带?哪些属于［010］晶带?哪些晶面为［001］与［010］二晶带所共有?（100），（010），（001），（00），（00），（00），（0），（110），（011），（0），（101），（01），（10），（10），

（10），（0），（01），（01）。

答：属于[001]的晶面有：（100），（010），（00），（00），（0），（110），（10），（10）。

属于[010]的晶面有：（100），（001），（00），（00），（101），（01），（10），（0）。

为［001］与［010］二晶带所共有：（100），（00）。

6判定晶面与晶面，晶面与晶棱，晶棱与晶棱之间的空间关系（平行，垂直或斜交）：

(1)等轴晶系、四方晶系及斜方晶系晶体：（001）与［001］；（010）与［010］；［110］与［001］；（110）与（010）。

(2)单斜晶系晶体：（001）与［001］；［100］与［001］；（001）与（100）；（100）与（010）。

(3)三、六方晶系晶体：（100）与（0001）；（100）与（110）；（100）与（101）；（0001）与（110）。答：（1）等轴晶系中（001）与［001］垂直；（010）与［010］垂直；［110］与［001］垂直；（110）与（010）斜交。

四方晶系中（001）与［001］垂直；（010）与［010］垂直；［110］与［001］垂直；（110）与（010）斜交。

斜方晶系中（001）与［001］垂直；（010）与［010］垂直；［110］与［001］垂直；（110）与（010）斜交。

（2）单斜晶系中（001）与［001］斜交；［100］与［001］斜交；（001）与（100）斜交；（100）与（010）垂直。

（3）三、六方晶系中（100）与（0001）垂直；（100）与（110）斜交；（100）与（101）斜交；（0001）与（110）垂直。

7.写出(100)、（110）、（111）的三指数晶面符号；写出[101]]、[110]、[111]的三指数晶棱符号。答：(100)、（110）、（111）的三指数晶面符号分别为：（100）、（110）、（111）；[101]、[110]、[111]的三指数晶棱符号分别为：[210]、[110]、[331]。

第五章习题

1.可不可以说立方体单形也可以分成三对平行双面，为什么?

答：不可以。因为立方体的6个晶面全部同形等大,且都可以由对称型m3m中的对称要素联系起来的，所以它们属于同一个单形,不能将它们分开为三对平行双面。

2.晶面与任何一个对称型的位置关系最多只能有7种，所以一个晶体上最多只能有7个单形相聚构成聚形，

此话正确与否?

答：这句话不正确。虽然一个对称型最多只能有7种单形，但同一种单形可以同时出现多个在同一晶体上相聚（如：多个具有L4PC对称型的四方双锥可以相聚在一起），因此一个晶体中单形的数目可以超过7个。这句话改为“一个晶体上最多只能有7种单形相聚构成聚形”即可。

3.根据单形的几何形态得出：立方体的对称型为m3m，五角十二面体的对称型为m3，它们的对称型不同，所以不能相聚，对吗?为什么?

答：这一结论不对。因为“立方体的对称型为m3m，五角十二面体的对称型为m3”是从几何单形的角度得出的结果。而单形相聚原则中所说的单形是结晶单形。所以该结论有偷梁换柱之嫌。实际上立方体的结晶

单形有5种对称型，其中就有一种为m3，具有这种对称型的立方体就能够与五角十二面体相聚。

什么在三方晶系（除3外）和六方晶系（除外），其他对称型都有六方柱这一单形?这些六方柱对称一样吗?为什么?

答：这些六方柱都是结晶单形（课本P70，表5-5）,它们的对称型可以属于三方、六方晶系的，它们的外形相同但对称不同。因为结晶单形不仅考虑几何外形还要考虑对称性质。

5.在同一晶体中能否出现两个相同形号的单形?

答：不能。如果出现相同形号的单形，它们对应的晶面的空间方位相同，它们的晶面将重合或平行在一起。

6.菱面体与六方柱能否相聚?相聚之后其对称型属于3，m还是6/mmm?为什么?

答：菱面体和六方柱能够相聚。相聚后对称型为m。因为根据课本P70，表5-5-5和P71，5-6，对称型3中没有菱面体和六方柱，6/mmm中也没有菱面体这一单形。在m中既有菱面体又有六方柱。所以相聚后对称型可以为m。

7.在聚形中如何区分下列单形：斜方柱与四方柱；斜方双锥、四方双锥与八面体；三方单锥与四面体；三方双锥与菱面体；菱形十二面体与五角十二面体。

答：斜方柱的横截面为菱形，四方柱的横截面为正方形。斜方双锥的三个切面均为菱形，四方双锥的横切面为正方形，两个纵切面为菱形，八面体的三个切面均为正方形。三方单锥只有3个晶面，四面体有4个晶面。三方双锥晶面不能两两相互平行，而菱面体的晶面则可以。菱形十二面体的单形符号为{110}而五角十二面体的单形符号为{hk0}。

8.在等轴晶系中下列单形符号代表哪些常见单形：｛100｝，｛110｝，｛111｝。

答：{100}立方体，{110}菱形十二面体，{111}八面体和四面体。

9.等轴晶系、四方晶系和低级晶族中的（111）都与三个晶轴正端等交吗?｛111｝各代表什么单形?

答：不是，只有等轴晶系的（111）与三个晶轴正端等交。等轴晶系中{111}代表八面体或四面体。四方晶系中{111}可代表四方双锥、四方四面体等。斜方晶系中{111}代表斜方双锥。因为只有等轴晶系的三个晶轴上的轴单位相等，四方晶系、低级晶族的三个晶轴上的轴单位不同，所以即使是晶面（111）也不代表与三轴等交。

10.写出各晶系常见单形及单形符号，并总结归纳以下单形形号在各晶系中各代表什么单形?｛100｝，｛110｝，｛111｝，｛101｝，｛100｝，｛110｝，｛111｝。

答：

等轴晶系四方晶系斜方晶系单斜晶系三斜晶系{100} 立方体四方柱平行双面平行双面、单面单面、平行双面{110} 菱形十二面体四方柱斜方柱斜方柱、反映双面、轴

双面

单面、平行双面

{111} 八面体、四面体四方双锥、四方单

锥、四方四面体斜方双锥、斜方单

锥、斜方四面体

斜方柱、反映双面、轴

双面

单面、平行双面

｛101｝｛100｝｛110｝｛111｝

三方晶系菱面体、三方单锥三方柱、六方柱三方柱、六方柱菱面体、三方单锥、三

方双锥、六方单锥、六

方双锥

六方晶系六方双锥、六方单锥、

三方双锥三方柱、六方柱三方柱、六方柱六方双锥、六方单锥、

三方双锥

11.在极射赤平投影图中找出2/m、mmm、4/mmm、m3、m3m对称型中的最小重复单位，并设置七个原始位置推导单形。

答：各个对称型的极射赤平投影及最小重复单元（灰色部分为最小重复单元）见下图：

2/m的单形分别为：

{001}平行双面，{010}平行双面，{100}平行双面，{hk0}斜方柱，{h0l}平行双面，{0kl}斜方柱，{hkl}斜方柱。mmm的单形分别为：

{001}平行双面，{010}平行双面，{100}平行双面，{hk0}斜方柱，{h0l}斜方柱，{0kl}斜方柱，{hkl}斜方双锥。4/mmm的单形分别为：

{001}平行双面，{100}四方柱，{010}四方柱，{hk0}复四方柱，{h0l}四方双锥，{hhl}四方双锥，{hkl}复四方双锥。

m3的单形分别为：

{100}立方体，{110}菱形十二面体，{hk0}五角十二面体，{111}八面体，{hkk}四角三八面体，{hhl}三角三八面体，{hkl}偏方复十二面体。

m3m的单形分别为：

{100}立方体，{110}菱形十二面体，{hk0}四六面体，{111}八面体，{hkk}四角三八面体，{hhl}三角三八面体，{hkl}六八面体。

12.柱类单形是否都与Z轴平行?

答：不是。斜方柱就可以不平行于Z轴，如斜方柱{011}、{111}等。

13.分析晶体模型，找出它们的对称型、国际符号、晶系、定向原则、单形名称和单形符号，并作各模型

上对称要素及单形代表晶面的赤平投影。

答：步骤为：

1）根据对称要素可能出现的位置，运用对称要素组合定律，找出所有对称要素，确定对称型。

2）根据晶体对称分类中晶系的划分原则，确定其所属的晶系。

3）按照晶体的定向原则（课本P42-43，表4-1）给晶体定向。

4）按照对称型国际符号的书写原则（课本P56，表4-3）写出对称型的国际符号。

5）判断组成聚形的单形的个数

6）确定单形的名称和单形符号。判断单形名称可以依据的内容：

（1）单形晶面的个数；

（2）单形晶面间的关系；

（3）单性与结晶轴的关系；

（4）单形符号；

7）绘制晶体对称型和代表性晶面的极射赤平投影图。

14.已知一个菱面体为32对称型，这个菱面体是否有左右形之分?

答：这个菱面体有左右形之分,因为对称型32(L33L2)本身就有左-右形之分，这是结晶单形意义上的左-右形。15.石英晶体形态上发育两个菱面体｛101｝和｛011｝,它们是什么关系?它们的表面结构(或它们的晶面

性质)相同吗?为什么?

答: 它们是正形与负形的关系。它们的表面结构(或晶面性质)不相同,因为它们分属两个不同的结晶单形。

第七章习题

1.有一个mm2对称平面图形，请你划出其最小重复单位的平行四边形。

答：平行四边形见右图

2.说明为什么只有14种空间格子?

答：空间格子根据外形可以分为7种，根据结点分布可以分为4种。布拉维格子同时考虑外形和结点分布两

个方面，按道理应该有28种。但28种中有些格子不能满足晶体的对称，如：立方底心格子，不能满足等轴

晶系的对称，另外一些格子可以转换成更简单的格子，如：四方底心格子可以转换成为体积更小的四方原

始格子。排除以上两种情况的格子，所以布拉维格子只有14种。

3.分析金红石晶体结构模型，找出图7-16中空间群各内部对称要素。

答：金红石晶体结构中的内部对称要素有：42，2，m，n，。图中的空间群内部对称要素分别标注在下图中：

4.Fd3m是晶体的什么符号?从该符号中可以看出该晶体是属于什么晶系?具什么格子类型?有些什么对称要素?

答：Fd3m是空间群的国际符号。该符号第二部分可以看出该晶体属于等轴晶系。具有立方面心格子。从符号上看，微观对称有金刚石型滑移面d，对称轴3，对称面m。该晶体对应的点群的国际符号为m3m，该点群具有的宏观对称要素为3L44L36L29PC。

5.在一个实际晶体结构中，同种原子(或离子)一定是等效点吗?一定是相当点吗?如果从实际晶体结构中画出了空间格子，空间格子上的所有点都是相当点吗?都是等效点吗?

答：实际晶体结构中，同种质点不一定是等效点，一定要是通过对称操作能重合的点才是等效点。例如：因为同种质点在晶体中可以占据不同的配位位置，对称性就不一样，如：铝的铝硅酸盐，这些铝离子不能通过内部对称要素联系在一起。

同种质点也不一定是相当点。因为相当点必须满足两个条件：质点相同，环境相同。同种质点的环境不一定相同，如：金红石晶胞中，角顶上的Ti4+与中心的Ti4+的环境不同，故它们不是相当点。

空间格子中的点是相当点。因为从画空间格子的步骤来看，第一步就是找相当点，然后将相当点按照一定的原则连接成为空间格子。所以空间格子中的点是相当点。

空间格子中的点也是等效点。空间格子中的点是相当点，那么这些点本身是相同的质点，而且周围的环境一样，是可以通过平移操作重合在一起的。因此，它们符合等效点的定义，故空间格子中的点也是等效点。

第九章习题

1.请说明双晶面决不可能平行于单晶体中的对称面；双晶轴决不可能平行于单晶体中的偶

次对称轴；双晶中心则决不可能与单晶体的对称中心并存。

答：这题可以用反证法说明。如果双晶面与单晶体的对称面平行，双晶的两个单体将成为同一个晶体，而不是双晶。后面的两种情况以此类推。

2.研究双晶的意义何在？

答：1）研究双晶对认清晶体连生的对称规律以及了解这些规律的晶体化学与晶体对称变化机制有理论意义。2）研究双晶具有一定的地质意义。有的双晶是反映一定成因条件的标志。自然界矿物的机械双晶的出现可作为地质构造变动的一个标志。

3）研究双晶，包括研究双晶的形成及其人工消除，对提高某些晶体的工业利用价值以及有关矿床的评价也有重要的意义。对于某些晶体材料的利用，双晶具有破坏性作用。

3.斜长石(对称型)可能有卡斯巴双晶律和钠长石双晶律，为什么正长石(2/m对称型)只有卡斯巴双晶律而没有钠长石双晶律？

答：卡斯巴双晶的双晶律为：tl(双晶轴)∥Z轴，钠长石双晶律为：tp（双晶面）∥（010），tl（双晶轴）⊥（010）。斜长石的对称型为，对于以上两种双晶律，它既没有与双晶面平行的对称面，也没有与双晶轴平行的偶次轴。因此斜长石可以出现卡斯巴和钠长石两种双晶律。而正长石的对称型为2/m，它的L2⊥（010），P∥（010）,对于钠长石律而言，正长石的L2∥tl，P∥tp，因此正长石不能够有钠长石律。

4.斜长石的卡-钠复合双晶中存在三种双晶律：钠长石律(双晶轴⊥(010))，卡斯巴律(双晶轴∥c轴)，卡-钠复合律(双晶轴位于(010)面内但⊥c轴)。请问这三种双晶律的双晶要素共存符合于什么对称要素组合定理?

答：我们可以将双晶轴看成L2，双晶面看成P。这样钠长石律说明Y轴方向存在1个L2，卡斯巴双晶律说明Z轴方向存在1个L2，卡钠复合双晶律说明又一个新的L2，它与Y轴和Z轴均垂直。它们满足下面的对称要素组合定律：

Ln×L2→LnnL2 L2×L2→L22L2=3 L2

5.不同晶体之间形成规则连生(浮生或交生)的内部结构因素是什么?

答：不同晶体之间形成规则连生，主要取决于相互连生的晶体之间具有结构和成分上相似的面网。

6.浮生与交生的成因类型有哪些?

答: 浮生与交生的成因类型可分为3种:

1)原生成因:在晶体生长过程中形成的浮生或交生,如钾长石与石英交生形成的文像结构;

2)出溶成因:高温形成的固溶体当温度下降时会出溶形成两种晶体,这两种晶体往往以交生的形式共存;

3)次生成因:一种晶体被另一种晶体交代,原晶体与在交代过程中形成的晶体也往往定向规律交生在一起。

第十章习题

1.等大球最紧密堆积有哪两种基本形式?所形成的结构的对称特点是什么?所形成的空隙类型与空隙数目怎样?

答：等大球最紧密堆积有六方最紧密堆积（ABAB……，两层重复）和立方最紧密堆积（ABCABC……，三层重复）两种基本形式。六方最紧密堆积的结构为六方对称，立方最紧密堆积的结构为立方对称。这两种类型形成的空隙类型和数目是相同的，空隙有两种类型——四面体空隙和八面体空隙。一个球体周围有6个八面体空隙和8个四面体空隙。

2.什么是配位数?什么是配位多面体?晶体结构中可以看成是由配位多面体连接而成的结构体系，也可以看成是由晶胞堆垛而成的结构体系，那么，配位多面体与晶胞怎么区分?

答：我们将晶体结构中，每个原子或离子周围最邻近的原子或异号离子的数目称为该原子或离子的配位数。以一个原子或离子为中心，将其周围与之成配位关系的原子或离子的中心连接起来所获得的多面体成为配位多面体。配位多面体与晶胞不同，晶胞是晶体结构中最小重复单元，晶体结构可以看成是由晶胞堆垛而形成的。配位多面体强调的是晶体结构中的结构基团，而晶胞体现的是晶体结构的重复周期与对称性，晶胞是人为的根据晶体本身的对称性划出来的，实际晶体结构中并不存在与晶胞相应的“结构基团”。

3.CsCl晶体结构中，Cs+为立方体配位，此结构中Cl-是作最紧密堆积吗？

答：此结构中Cl-离子不是最紧密堆积。因为等大球的最紧密堆积只有两种空隙——四面体空隙和八面体空隙。晶体结构中不会出现立方体配位。因此，CsCl结构中的Cl-离子不是最紧密堆积。

4.用NaCl的晶体结构为例说明鲍林第二法则。

答：鲍林第二法则为“一个稳定的晶体结构中，从所有相邻的阳离子到达一个阴离子的静电键之总强度等于阴离子的电荷”。NaCl结构中，CNCl-=6和CNNa+=6。每个Na+到达1个Cl-的静电强度为1/6，到达1个Cl-的总静电强度为1/6×6=1，与Cl-的电荷数相同。

5.类质同像的条件是什么?研究意义是什么?

答：形成类质同像替代的原因一方面取决于替代质点本身的性质，如原子、离子半径的大小、电价、离子类型、化学键性等；另一方面也取决于外部条件，如形成时的替代温度、压力、介质条件等。

研究类质同享的意义在于：1）了解元素的赋存状态及矿物化学成分的变化，以正确表示矿物的化学式。2）了解矿物物理性质变化的原因，从而可通过测定矿物的性质来确定其类质同像混入物的种类和数量。3）判断矿物晶体的形成条件。4）综合评价矿床及综合利用矿产资源。

6.同质多像转变过程中，高温、高压形成的变体结构有何特点?

答：一般地，温度的增高会促使同质多像向CN减小、比重降低的变体方向转变。对同一物质而言，一般高温变体的对称程度较高。压力增大一般使同质多像向CN增大、比重增大的变体方向转变。

7.试述类质同像、同质多像、型变及它们之间的有机联系。

答：类质同像是指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。

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，形成结构不同的若干种晶体的现象。

型变是指在晶体化学式属同一类型的化合物中，化学成分的规律变化而引起的晶体结构形式的明显而有规律的变化的现象。

型变现象能够将类质同像和同质多像有机地联系起来，类质同像、同质多像和型变现象体现了事物由量变到质变的规律。

8.为什么层状结构的晶体非常容易发生多型现象?

答：因为层状结构的矿物结构单元层之间堆垛时，通常错开一定的角度进行，而不是正对着的。往往层与层之间的错开通常不是遵循同一种规律。这种现象类似于等大球最紧密堆积中的最紧密堆积层之间的堆积方式，也有许多种变化，从而导致在一维方向上面变化，产生多型的现象。而在非层状晶体中，结构的变化应属于同质多像的范畴，而不易形成多型的现象。

第十一章习题

1.何谓矿物?矿物学的主要研究内容是什么?

答：矿物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，它们是岩石或矿石的基本组成单位。

矿物学是一门研究地球及其它天体的物质组成及演化规律的地质基础学科。它是研究矿物(包括准矿物)的成分、结构、形态、性质、成因、产状、用途及其相互间的内在联系，以及矿物的时空分布规律及其形成和变化的历史的科学。它为地质学的其他分支学科及材料科学等应用科学在理论上和应用上提供了必要的基础和依据。

2.玻璃、石盐、冰糖、自然金、花岗岩、合成金刚石、水晶、水、煤、铜矿石是不是矿物?为什么?

答：根据矿物的定义，我们可知矿物的两个特点：天然形成和结晶质。这两个特点可以作为我们判断物质是否是矿物的依据。上述物质中，是矿物的有石盐、自然金、水晶，其他的均不是矿物。原因如下：

玻璃是非晶质体；冰糖为人工合成；花岗岩是岩石，它是多种矿物的集合体；合成金刚石也是人工合成；水是液态，为非晶质体；煤是混合物，它由多种矿物和非晶质体以及有机物组成；铜矿石是矿石，也是多种矿物的集合体。

3.综论矿物学与相关学科的关系。

答：矿物学与一系列理论学科、技术学科和应用学科有着密切的关系。首先，矿物学以基础理论学科为基础，这些学科包括结晶学、数学、物理学、化学、物理化学等，尤其是固体物理学、量子化学和化学方面的理论及实验技术和计算机科学。它们促进现代矿物学全面发展。同时，矿物学作为相关的地质学科（例如：岩石学、矿床学、地球化学等）和应用学科（例如：材料学、宝石学）的基础，为它们的进一步研究提供了借鉴和理论知识。

第十二章习题

1.试述地壳中化学元素的丰度特点及其意义。

答：元素在地壳中的丰度是指各种化学元素在地壳中的平均含量。它通常有两种表示方法：质量克拉克值和原子克拉克值。化学元素在地壳中的分布极不均匀，含量最多的前八种元素（O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg）占99%以上。因此，地壳中分布最广的矿物也以这些元素组成。例如：地壳中含氧盐和氧化物分布最广，特别是硅酸盐矿物占矿物总种数的24%，占地壳总重量的3/4。其意义为：地壳化学元素丰度直接影响地壳中矿物种类和含量。

2.矿物学上，划分离子类型的依据是什么?不同类型的离子各有何特点?

答：矿物学上，我们通常根据离子的外层电子构型将其分为三种类型，现分别描述如下：

1）惰性气体型离子具有与惰性气体原子相同的电子构型，最外层具有8个电子（ns2np6）或2个电子（1s2）的离子。包括碱金属、碱土金属及一些非金属元素的离子。此类离子在自然界极易形成含氧盐（主要是硅酸盐）、氧化物和卤化物，构成地壳中大部分造岩矿物。地质上常将这些元素又称为“亲氧元素”、“亲石元素”或“造岩元素”。

2）铜型离子外电子层有18个电子(ns2np6nd10)或(18+2)个电子(ns2np6nd10(n+1)s2)的离子。其最外层电子构型同Cu+。主要包括周期表中IB、ⅡB副族及其右邻的某些元素的离子。此类离子常形成以共价键为主的硫化物、含硫盐或类似的化合物，构成主要的金属硫化物矿床中的矿石矿物。这部分元素常称为“亲硫元素”、“亲铜元素”或“造（成）矿元素”。

3）过渡型离子最外层电子数为9～17的离子。其最外层电子构型为ns2np6nd1～9。主要包括周期表中ⅢB～ⅦB 副族和Ⅷ族元素的离子。其特点是具有未满的6d电子亚层，结构不稳定，易于变价，其性质介于惰性气体型离子与铜型离子之间。

3.何谓化学计量矿物和非化学计量矿物?并举例说明之。为什么当今愈来愈重视矿物非化学计量性的研究?答：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称为化学计量性矿物。例如：水晶SiO2中的Si:O比值为1:2，铁闪锌矿(Zn,Fe)S中的(Zn+Fe):S比值为1:1等。

对于一些含变价离子矿物来说，当离子的价态发生变化后，为了使变价平衡，矿物晶体内部必然存在某种晶体缺陷（如空位、填隙离子等点缺陷），致使其化学组成偏离理想化合比，不再遵循定比定律，这些矿物称为非化学计量性矿物。例如：FeS化合物可以在高温下通过暴露在真空中或高硫蒸气压下，极容易改变其化学计量性而变为磁黄铁矿的成分（Fe1-xS）。磁黄铁矿中Fe:S比值为(1-x):1（其中，x介于0-0.125之间），不遵循定比定律。

自然界有些矿物的非化学计量性可以作为标型特征，例如：含金硫化物的偏离化学计量的元素比值就具有标型性。

4.何谓胶体矿物?其主要特性有哪些?

答：胶体矿物是指由以水为分散媒、以固相为分散相的水胶凝体而形成的非晶质或超显微隐晶质矿物。从严格意义上说，胶体矿物只是含吸附水的准矿物。

由于胶体的特殊性质，决定了胶体矿物化学成分具有可变性和复杂性的特点。首先，胶体矿物分散相和分散媒的量比不固定。其次，胶体微粒的表面具有很强的吸附能力，而且吸附不必考虑被吸附离子的半径大小、电价的高低等因素，被吸附离子的含量主要取决于该离子在介质中的浓度。从而导致了胶体矿物的化学成分不仅可变，而且相当复杂，其组成中含有在种类和数量上变化范围均较大的被吸附的杂质离子。5.举例说明水在矿物中的存在形式及作用。不同形式的水在晶体化学式中如何表示?

答：根据矿物中水的存在形式及其在晶体结构中的作用，可将矿物中的水主要分为吸附水、结晶水和结构水3种基本类型，以及性质介于结晶水与吸附水之间的层间水和沸石水2种过渡类型。现就其存在形式及其作用及晶体化学式中的表达列表如下：

类型存在形式作用晶体化学式举例

吸附水中性水分子（H2O）、不参加

晶格的形成，不属于化学成份

机械吸附。特例：蛋白石——胶体

矿物，水属于化学成份。

特例：SiO2·nH2O

由于水的含量不固定，因此在

H2O前标上n。

结晶水中性水分子（H2O）形式存在

于矿物晶格的一定位置上。

不改变阳离子电价的前提下，环绕

在小半径阳离子的周围，增大阳离

子的体积。

石膏，Ca[SO4]·2H2O

结构水以OH-、H+、H3O+离子的形

式存在于矿物晶格中的一定

配位位置上。

与其它离子牢固地结合

水镁石Mg(OH)2

水云母

(K,H3O+)Al2[AlSi3O10](OH)2

层间水中性水分子（H2O）形式存在

于层状结构硅酸盐结构层之

间

与层间阳离子结合形成水合离子

蒙脱石

(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2[(Si,Al)4O1

0] (OH)2·nH2O中，后面的nH2O

沸石水存在于沸石族矿物晶格中宽

大的空腔和通道中的中性水

分子

与其中的阳离子结合形成水合离

子

钠沸石

Na2[Al2Si3O10]·2H2O

6.引起矿物化学成分变化的主要原因有哪些?

答：类质同像替代和非化学计量性是引起矿物成分在一定范围内变化的主要原因。引起矿物成分变化的其他因素有：阳离子的可交换性、胶体的吸附作用、矿物中含水量的变化及显微包裹体形式存在的机械混入物。

7.试分析下列矿物晶体化学式的含义：

①钙钛矿CaTiO3与钼钙矿Ca［MoO4］；

②白云石CaMg［CO3］2与镁方解石(Ca,Mg)［CO3］；

③白云母K｛Al2［(Si3Al)O10］(OH) 2｝与多硅白云母K｛(Al2-xMgx)［(Si3+xAl1-x)O10］(OH) 2｝；

④硬玉NaAl［Si2O6］与霞石Na［AlSiO4］；

⑤蓝晶石AlⅥ［SiO4］O，红柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O与夕线石AlⅥ［AlⅣSiO5］(注：式中罗马数字为晶格中Al的配位数)。

答：晶体化学式不仅提供了化合物元素之间比值关系，而且提供了一定晶体结构的信息，不同的化学式能够反映出晶体结构间的差异：

①钙钛矿CaTiO3中，Ca2+和Ti4+均作为普通阳离子与O2-配位，是一种复化合物；钼钙矿Ca［MoO4］中Mo6+与O2-结合形成络阴离子团，然后与Ca2+相结合形成络合物；

②白云石CaMg［CO3］2中的Ca2+和Mg2+是复化合物中的两种阳离子，它们占据特定的晶体结构；镁方解石(Ca,Mg)［CO3］中的Ca2+和Mg2+呈现的是类质同像替代的关系；

③白云母K｛Al2［(Si3Al)O10］(OH) 2｝中Al3+既以普通阳离子的形式存在于硅氧骨干之外，又替代1/4的Si进入到硅氧骨干内形成[AlO4]四面体，中括号内代表硅氧骨干，大括号内代表结构单元层；而与白云母相比较，多硅白云母K｛(Al2-xMgx)［(Si3+xAl1-x)O10］(OH) 2｝中Al3+的作用不变，只是两种位置的Al3+相应地发生了类质同像变化：骨干内Al3+→Si4+少了，但骨干外产生了Mg2+→Al3+；

④硬玉NaAl［Si2O6］与霞石Na［AlSiO4］这两种矿物均属于硅酸盐类，它们中Al3+的作用不同，硬玉NaAl［Si2O6］中的Al3+在硅氧骨干外，起普通阳离子的作用，故硬玉是铝的硅酸盐；霞石Na［AlSiO4］中的Al3+替代部分Si4+进入到硅氧骨干内，故霞石是铝硅酸盐。

⑤蓝晶石AlⅥ［SiO4］O，红柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O与夕线石AlⅥ［AlⅣSiO5］这三种矿物是同质多像关系。它们均是硅酸盐，但Al3+的配位有差异。蓝晶石中Al在硅氧骨干之外，配位数为6；红柱石中的Al 也在硅氧骨干之外，但一半的配位数是6，另一半的配位数为5；夕线石中的Al有一半在硅氧骨干外，配位数是6，另一半进入硅氧骨干，配位数是4。

8.已知某硬玉的化学成分(wB%)：SiO2 56.35, TiO2 0.32, Al2O3 18.15, Fe2O3 5.22, FeO0.75, MnO 0.03，MgO 2.83, CaO 4.23, Na2O 12.11, K2O 0.02，试计算其晶体化学式(注：硬玉的理想化学式为NaAl［Si2O6］)。

答：按照课本P191，表12-4和表12-5的计算步骤和方法，以氧原子法为例，将计算过程列于下表：

组分质量

分数

wB% 相对

分子

质量

物质

的量

氧原

子数

阳离

子数

以O f. u.=6为基准的

阳离子数（i f. u.）

SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O 56.35

18.15

0.32

5.22

0.75

0.03

2.83

4.23

12.11

0.02

60.08

101.96

79.90

159.68

71.85

70.94

40.30

56.08

61.98

94

0.9379

0.1780

0.0040

0.0327

0.0104

0.0004

0.0702

0.0754

0.1954

0.0002

1.8758

0.5340

0.0080

0.0981

0.0104

0.0004

0.0702

0.0754

0.1954

0.0002

0.9379

0.3560

0.0040

0.0654

0.0104

0.0004

0.0702

0.0754

0.3908

0.0004

1.962

0.745

0.008

0.137

0.022

0.001

0.147

0.158

0.818

0.001

2.000

1.022

0.977

含量% 100.01 =2.8681

换算系数=O f. u./=6/2.8681=2.0920 阳离子之和=3.999 去除100.01

H2O- 正电荷之和=12.000

晶体化学式：

(Na0.818Ca0.158K0.001)0.977(Mg0.147Fe2+0.022Fe3+0.137Al0.707Mn0.001Ti0.008)1.022[(Si1.962Al0.0 38)2.000O6]

第十三章习题

1.何谓晶体习性?并举例说明其主要影响因素。

答：矿物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，称为该矿物的晶体习性，也称结晶习性。晶体习性是晶体的化学成分和内部结构以及生长环境的物理化学条件和空间条件的综合体现。化学成分简单、晶体对称程度高的晶体，一般呈等轴状，例如：自然金和石盐等。实际晶体往往沿其内部结构中化学键强的方向发育，例如：金红石、辉石和角闪石等链状结构的矿物呈现柱状、针状晶体习性。近年来的研究成果表明，等轴晶系的矿物，例如：金刚石、萤石、黄铁矿等，随着形成时温度的升高，其晶体形态具有从{100}发育向{111}发育的变化趋势。

2.为什么等轴晶系的晶体一般呈三向等长型晶习，而中级晶族晶体则往往沿c轴方向延伸或垂直于c轴延展?

答：晶体习性受其结构内部质点的排布和强键的分布方向影响。等轴晶系的晶体内部强键的方向分布较为均匀，形成的形态一般为三向等长型。而中级晶轴的晶体内部强键的方向符合晶体的对称，不可能在各个方向上都很均匀，一般情况下是强键沿c轴方向分布或垂直于c轴方向上分布。因此中级晶族晶体则往往沿c轴方向延伸或垂直于c轴延展。

3.举例说明等轴晶系矿物晶体形态随温度的演化规律性。

答：等轴晶系的矿物晶体，随着温度的升高，其晶形具有从立方体{100}发育向八面体{111}发育的变化趋势。例如：随着温度由低变高，热液体系的黄铁矿晶形的演化趋势为：{100} → {hk0}+{100} → {hk0}+{111} → {111}+{hk0} → {111}。

4.同种矿物的实际晶体与理想晶体形态有何异同?

答：自然界矿物晶体形成过程中，由于受复杂的外界条件及空间的影响，往往长成偏离理想形态的歪晶。而且，实际晶体的晶面上，常具某些规则的花纹，例如：晶面条纹

像和生长丘等。

5.常见的晶面花纹有哪些?聚形条纹与聚片双晶纹有何区别?

答：晶面花纹是在晶体生长或溶解过程中产生的。常见的晶面花纹有晶面条纹、生长台阶、蚀像和生长丘。聚形条纹也称生长条纹、晶面条纹，它是多个单形的晶面交替生长而成。因此，这些条纹只出现在晶体的表面。如果晶面破碎，在晶体破裂面上我们观察不到这些条纹。

聚片双晶纹是聚片双晶中，由一系列相互平行的结合面在晶面或解理面上的双晶缝合线所构成的直线条纹。因此，聚片双晶纹不仅可以在晶体的表面上看到，在晶体新鲜的解理面上更容易观察。

6.如何描述矿物集合体的形态?

答：矿物集合体形态的描绘分为两类——显晶集合体和隐晶集合体。现分别描述如下：

根据单体的晶体习性及集合方式，显晶集合体的形态一般描述为：柱状、针状、板状、片状、鳞片状、叶片状和粒状等集合体形态。还常见纤维状集合体、放射状集合体和晶簇等特殊形态的集合体。另外，还有束状、毛发状、和树枝状集合体。

按照集合体的形成方式和外貌特征，隐晶集合体形态通常描述为：分泌体、结核、鲕状及豆状集合体、钟乳状集合体。另外还有块状集合体、土状集合体、粉末状集合体、被膜状集合体等。

7.分泌体和结核有何不同?

答：分泌体和结核最大的区别在于它们的形成方式不同：分泌体是在球状或不规则状的岩石空洞中，由胶体或晶质物质自洞壁逐渐向中心层层沉积充填而成。结核是由隐晶质或胶凝物质围绕某一中心（如砂粒、生物碎片或气泡等）自内向外逐渐生长而成。

8.鲕状集合体能否称为粒状集合体?为什么?

答：鲕状集合体不能称为粒状集合体。因为粒状集合体是显晶集合体形态的一种描述方法，组成粒状集合体的颗粒是单个矿物晶体。而鲕状集合体是隐晶集合体形态的一种描述方法，组成鲕状集合体的鲕粒并不是单个矿物颗粒，而是由许多胶体物质凝聚而成。因此，不能将鲕状集合体称为粒状集合体。

第十四章习题

1.简述矿物呈色的机理。具红色、蓝色的宝石级刚玉的呈色原因何在?

答：矿物的颜色根据产生的原因可以分为自色、他色和假色。由于自色是矿物的晶体化学特征所决定的，是矿物的本色。此处只介绍自色的形成机理。它是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。其成色机理主要有以下4种：

1）离子内部电子跃迁这是含过渡型离子的矿物呈色的主要方式。过渡金属离子的d轨道发生能级分裂后，电子可在这些分裂后的轨道上发生跃迁而呈色。我们将能使矿物呈色的过渡性离子称为色素离子。

2）离子间电荷转移在外加能量的激发下，矿物晶体结构中变价元素的相邻离子之间可以发生电子跃迁使矿物呈色。

3）能带间电子跃迁电子在整个晶体周期结构处于不同的能带中，电子可在这些能带中发生跃迁而呈色。许多自然金属矿物和硫化物矿物的呈色，可以用能带理论进行解释。

4）色心它是一种能选择性吸收可见光波的晶格缺陷。大部分碱金属和碱土金属化学物的呈色主要与色心有关。

具有红色、蓝色的宝石级刚玉的呈色机理可以用第1种成色机理来解释：刚玉的理想成分为Al2O3，纯净的刚玉为无色。如果Al3+与部分过渡型离子发生类质同像替代之后，刚玉显示的是这些色素离子的颜色。含Cr呈红色，称为红宝石；含Ti而呈现蓝色，称为蓝宝石。

2.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。

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。

3.试总结矿物的颜色、条痕、透明度和光泽之间的相互关系。

答：它们都是矿物的光学性质，相互之间有一定的联系。下面以矿物的光泽为代表，列表展示它们之间的关系：

光泽颜色条痕透明度

金属光泽金属色黑色或金属色不透明

半金属光泽金属色深彩色不透明至半透明

金刚光泽浅色、白色或无色浅色、白色或无色半透明至透明

玻璃光泽无色、白色或浅色无色或白色透明

4.举例说明解理产生的原因。应如何全面描述矿物的解理?如何理解解理的异向性和对称性?

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格内的自由电子所联系，晶体受力时很容易发生晶格滑移而不致引起键的断裂。故金属晶格具强延展性而无解理。

全面描述矿物的解理一般包括两个方面的内容——方向（组数）和等级。描述方向（组数），可以用与解理面相对应的单形及形号直接描述，例如：石盐的解理可以描述为立方体{100}组数为3组，萤石的可以描述为八面体{111}，组数为4组。从解理的方向（组数）可以得到解理的夹角，例如：石盐的解理有3组，解理面间夹角均为90°。根据解理产生的难易程度及其完好性，解理的等级可以分为：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理和极不完全解理。

由解理产生的原因可知，解理面常沿面网间化学键力最弱的面网产生。晶体结构内部，作用力最弱的面网分布符合晶体的对称性和各向异性，从而导致了解理的异向性和对称性。

5.指出下列解理的组数及夹角(注：用90°, 60°,＞90°或＜90°表示)：

三斜晶系：｛100｝,｛010｝,｛001｝

单斜晶系：｛001｝,｛010｝,｛100｝,｛110｝

斜方晶系：｛001｝,｛010｝,｛100｝

四方晶系：｛100｝,｛110｝,｛111｝,｛001｝

等轴晶系：｛100｝,｛110｝,｛111｝

三方、六方晶系：｛101｝,｛0001｝。

答：此题考查同学们对结晶学中各晶系单形的熟练程度：

三斜晶系：｛100｝一组解理, ｛010｝一组解理, ｛001｝一组解理

单斜晶系：｛001｝一组解理, ｛010｝一组解理, ｛100｝一组解理, ｛110｝两组解理，夹角不等于90°

斜方晶系：｛001｝一组解理, ｛010｝一组解理, ｛100｝一组解理

四方晶系：｛100｝两组解理，夹角等于90°, ｛110｝两组解理，夹角等于90°, ｛111｝四组解理，夹角均不等于90°,｛001｝一组解理

等轴晶系：｛100｝三组解理，夹角均=90°, ｛110｝六组解理，夹角＞90°, ｛111｝四组解理，在其中一个解理面上可以看到其他三组解理纹夹角60°

三方、六方晶系：｛101｝三方晶系为三组，六方晶系为六组，夹角均不等于90°,｛0001｝一组解理。

6.某磁铁矿标本上明显可见到几组阶梯状平面，请问这是它的解理吗?为什么?

答：这种现象不是解理，而是裂开。部分磁铁矿含有沿{111}分布的显微状钛铁矿、钛铁晶石出溶片晶。这些定向分布的物质形成潜在的破坏面。在受到外力作用，超过其承受极限，磁铁矿就会沿着这些面破裂，产生台阶状平面。由于这种破裂面与解理产生的原因不同，且没有普遍性（即并不是所有的磁铁矿都有这种现象）因此这种现象称为裂开，而不是解理。

7.影响矿物硬度的因素有哪些?如何才能较准确地获得矿物的硬度?

答：矿物的硬度是矿物成分和内部结构牢固性的具体表现。硬度的影响因素有：

1）化学键的类型及强度：

矿物的硬度主要取决于其内部结构中质点间联结力的强弱。

①典型原子晶格的硬度很高；但具有以配位键为主的原子晶格的大多数硫化物矿物，键力却不太强，故硬度并不高。

②离子晶格矿物的硬度通常较高，但随离子性质的不同而变化较大。

③金属晶格矿物的硬度较低(某些过渡金属除外)。

④分子晶格因分子间键力极微弱，其硬度最低。

⑤以氢键为主的矿物的硬度很低。

2）离子半径、电价、配位数及结构的紧密程度，决定着键力的强弱，影响离子晶格矿物的硬度。

①当矿物结构类型相同(等型结构)，若离子电价相同，则硬度随离子半径的减小而增高；若离子半径相近，则硬度随离子电价增高而增大。这是因为随着半径减小键力增强。

②当结构类型不同，但其他因素类同时，矿物的硬度则随质点堆积的紧密程度的增高（即阳离子的配位数增高）而增大。这也是因为结构越紧密，质点间键力越强。

3）含水矿物的硬度通常都很低。

由于矿物风化、吸水等因素都会改变矿物的硬度，因此在硬度测量时尽量在矿物的新鲜破开面（解理面或断口）上测量较为准确。

8.宝石加工时，应以何种材料来琢磨金刚石?为什么?

答：金刚石硬度极高，宝石加工时通常使用金刚石来琢磨金刚石。因为金刚石的硬度具有异向性，{111}、{110}、{100}晶面上的硬度依次降低，这是由于它们的面网密度依次减小的缘故。因此，人们就使用金刚石较硬的方向来对金刚石进行琢磨。

9.简论晶格类型对矿物光学性质和力学性质的影响。

答：矿物的光学性质和力学性质与该矿物的晶格类型密切相关，下面按晶格类型分别总结矿物的光学性质和力学性质如下表：

离子晶格原子晶格金属晶格分子晶格

光学性质

颜色

一般无色、白色或浅色，含

色素离子显示色素离子的

颜色

一般无色、白色或浅色，含

色素离子显示色素离子的

颜色

金属色、黑色一般无色、白色或

浅色

条痕无色、白色或浅色无色、白色或浅色金属色、黑色无色、白色或浅色光泽

玻璃光泽玻璃光泽或金刚光泽金属光泽、半金属

光泽

玻璃光泽

透明度透明-半透明透明-半透明不透明透明

力学性质解理

解理面∥电性中和面或∥

相邻两层是同号离子层

沿面网密度大的面网解理不发育沿分子键方向产

生

硬度

一般中等一般为大中等或小小

10.概述矿物发光性的主要种类及应用。

答：矿物的发光性是指某些矿物在外加能量的激发下能明显地发出可见光。按照外加激发源的不同，可以

分为以下几种：

1）热发光：以一定的升温速率对矿物样品加热使其发光。热发光已经广泛应用于地质学领域，另外在材料、考古、陨石、核试验环境保护等领域均有深入而独到的应用。

2）阴极发光：用电子枪产生的高速电子流激发矿物使其发光。应用领域更为广泛，比较成熟的技术有：应

用阴极发光成像技术研究沉积岩石学问题，也广泛应用于宝石鉴定。

3）X-射线发光：用X-射线激发样品。对那些在紫外光和阴极射线激发下发光特征不明显的矿物，是一种有

效的手段。

4）光致发光：由紫外光或可见光作为激发源。这是以前矿物发光研究和鉴定的主要方法，特别是对白钨矿

和金刚石的鉴定、找矿和选矿更为有效。

此外，还有质子发光、摩擦发光和场致发光等。

11.已知石英晶体的对称型(点群)为L33L2(32)，其中3个L2为电极轴(一端为负，另一端为正)，试画出

这3个电极轴在垂直L3平面内的分布图，并在此图的基础上讨论：为什么沿L3方向施加压力不会产生压

电性?为什么沿L2方向施加压力会产生压电性?为什么石英晶体无热释电性?

答：电极轴的平面分布图如下：

说明：图中的正六边形代表石英晶体六方柱的横截面，三条直线分别代表3个L2，其极性分别标于两端。中心的正三角形表示L3的投影。

如果不施加任何压力，石英的电极轴分布是均衡的，不显电性；如果沿L3挤压，晶体垂直于L3方向的平面

均匀扩张（即正六边形不会发生变形），各个电极轴的电场不会体现，压电性不会产生。而沿L2方向挤压时，该平面发生变形（即正六边形发生变形），破坏了均衡的电场，电极轴的电性显示出来，产生压电性。

如果加热，各电极轴均匀地热胀冷缩，并不破坏电场的均衡性。因此其没有热释电性。

第十五章习题

1.为什么要进行矿物成因的研究?矿物的成因研究应主要包括哪些方面?

答：矿物的形成、稳定和变化均无不受热力学条件所制约，同时环境的物理化学条件的差异又导致矿物在成分、结构、形态及物理性质上的细微变化。矿物成因的研究就是通过研究矿物的这些变化规律和特点，从而推导出矿物形成和稳定条件。因此，矿物成因的研究一直是矿物学中的一个非常重要的课题，并已发展成为现代矿物学中的一个独立的分支学科——成因矿物学。

矿物的成因研究主要包括：矿物的时空关系、矿物的标型性、地质温压计、矿物形成作用与矿物共生组合、矿物共生分析等内容。

2.小结形成矿物的主要地质作用及影响因素。

答：根据地质作用的性质和能量来源，一般将形成矿物的地质作用分为内生作用、外生作用和变质作用。内生作用：主要由地球内部热能所导致矿物形成的各种地质作用。包括岩浆作用、火山作用、伟晶作用和热液作用等各种复杂的过程。

外生作用：在地表或近地表较低的温度和压力下，由于太阳能、水、大气和生物等因素的参与而形成矿物的各种地质作用。

变质作用：在地表以下较深部位，已形成的岩石，由于地壳构造变动、岩浆活动及地热流变化的影响，其所处的地质及物理化学条件发生改变，致使岩石在基本保持固态的情况下发生成分、结构上的变化，而生成一系列变质矿物，形成新的岩石的作用。

矿物的形成、稳定和演化取决于其所处的地质环境及物理化学条件，即取决于地质作用及温度、压力、组分的浓度、介质的酸碱度（pH值）、氧化还原电位（Eh值）和组分的化学位（mi）、逸度（fi）、活度（ai）及时间等因素。一般情况下，岩浆和热液作用过程中，温度和组分浓度起主要作用；区域变质作用中，温度和压力起主导作用；外生作用中，pH值和Eh值对矿物的形成具重要意义。

3.分别指出热液成因金绿宝石和绿柱石，及岩浆期后热液成因自然金形成的必要条件。

答：对于SiO2-Al2O3-BeO三元体系，热液成因地质作用过程中，如果是开放体系就只能形成绿柱石，而如果体系相对封闭，则有利于金绿宝石的形成。岩浆期后热液体系里，当K2O化学活动性较大时，可能形成自然金，并可富集成矿床；而当K2O化学活动性较小时，则难以形成自然金。

4.试区别矿物的共生、伴生和世代。

答：矿物的共生、伴生和世代的相似之处在于它们都是表示矿物在同一空间共存的现象。但由于这些现象所对应的矿物在形成时间上有所不同，在研究对象上也有所差异，下面分别进行叙述：

矿物世代是指在一个矿床中，同种矿物在形成时间上的先后关系。每一个世代的矿物与一定的成矿阶段相对应。矿物的共生是指同一成因、同一成矿期（或成矿阶段）所形成的不同矿物共存于同一空间的现象。矿物的伴生是指不同成因或不同成矿阶段的各种矿物共同出现在同一空间范围内的现象。因此，矿物的共生强调矿物形成的同时性，而伴生强调的是形成时间上的差异，矿物的世代则强调同种矿物生成时间上的差异。

5.何谓标型矿物和矿物标型特征?并各举两实例。

答：标型矿物是指只在某种特定的地质作用中形成和稳定的矿物，它强调矿物的单成因性。例如：斯石英专属于极高压冲击变质成因，多硅白云母为低温高压变质带的标型矿物。

矿物的标型特征是指能反映矿物的形成和稳定条件的矿物学特征，简称矿物标型。例如：国内外实验研究成果表明：等轴晶系矿物的晶体形态具有标型意义，立方体{100}指示形成于低温条件下，八面体{111}则为高温下形成。花岗伟晶岩及气成热液矿床中的电气石，有人认为黑色者指示形成温度高于300℃，绿色者是在约290℃条件下结晶而成的，而红色的结晶温度约在150℃。

6.举例说明等轴晶系矿物的晶体形态标型特征。

答：近20年来，国内外实验研究成果表明等轴晶系矿物的晶体形态具有标型意义：随着温度的升高，其晶形具有从立方体{100}发育向八面体{111}发育的变化趋势。例如：随着温度由低变高，热液体系的黄铁矿

晶形的演化趋势为：{100} → {hk0}+{100}→ {hk0}+{111} → {111}+{hk0} → {111}。

7.何谓地质温度计?试举一例予以说明。

答：地质温度计是指利用矿物学特征定量或半定量地测量矿物平衡温度的地质数学模型。

例如：Hakli在1965年提出的Ni在橄榄石和辉石中分配的温度计，其回归出的公式为：

lnKD=(-8458/ToK)+7.65

其中KD是Ni元素在橄榄石和辉石中的分配系数，通过测量计算出后，代入该公式可以计算出平衡温度。该地质温度计的适用范围为：T℃=1050-1160℃

8.何谓矿物中的包裹体?它有什么研究意义?

答：矿物中的包裹体是指矿物生长过程中或形成之后被捕获包裹于矿物晶体缺陷（如晶格空位、位错、空洞和裂隙等）中的，至今尚完好封存在主矿物中并与主矿物有着相界线的那一部分物质。原生包裹体和假次生包裹体是代表形成主矿物的原始成岩、成矿流体的样品，其成分和热力学参数（温度、压力、pH值、Eh值和盐度等）反映了主矿物形成时的化学环境和物理化学条件，可作为解译成矿作用特别是内生成矿作用的密码；次生包裹体反映成矿期后热液活动的物理化学作用的温度、压力、介质成分和性质。

9.如何理解矿物的相对稳定性?矿物稳定性的基本标志有哪些?

答：矿物均具有自己的稳定范围，超过了稳定范围其就会转变成为别的矿物。这是因为从热力学角度来说，自然界中所有的自发过程，必然伴随着一个≥0的熵的变化，朝着自由能减小的方向进行，其物质的转移是向着化学位降低的方向进行。体系趋向于自由能最低的状态。

矿物及矿物组合的稳定性是由其相对自由能决定的，在一定的温度压力下，具有最低自由能的矿物及其组合是最稳定的。

10.试述兰多理论及其意义。

答：兰多理论是统计物理学的内容，是利用矿物的有序参数Q和过剩热力学参数——Ge（过剩自由能）、Se（过剩熵）和He（过剩焓），讨论矿物因温度的变化所发生的相变规律。其核心是矿物的有序参数Q，它是指矿物相变过程中，矿物某些宏观性质的变化程度。这一宏观性质可以是光学性质、元素占位率等物理和化学参数。也就是说，该理论用宏观性质和热力学参数讨论矿物发生的相变，在矿物学研究中具有重要的实际意义。

目前运用兰多理论最多的是架状硅酸盐矿物，如长石类矿物。可以在非常宽广的温度范围内，讨论长石的相变行为；并与量热实验所得到的长石热力学数据充分地联系起来加以分析。

11.举例说明假像和副像及其意义。

答：假像是指交代强烈时，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。副像是指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。由于它们都保存前一种矿物的外形，因此也就保留了前一种矿物的识别标志。我们可以根据前后两种矿物的转变过程，推导矿物形成和演化的规律以及条件。

例如：具有黄铁矿假象的褐铁矿，说明矿物转变过程为黄铁矿转变为褐铁矿，说明原来地质体为岩浆、热液成因，而后经过风化作用形成褐铁矿。具有β-石英副像的α-石英，说明矿物由β-石英（高温石英）向α-石英（低温石英）的转变过程，揭示出原来地质体是在高温条件下形成。

12.概述矿物晶体相变的类型。

答：在开放体系中，体系与环境存在着物质的交换，活性组分总是向着化学位低的方向迁移，组分重新组合，形成新的矿物，从而使体系总自由能最低。这一类相变包括交代作用、水化作用和脱水作用。

在封闭体系中，体系与环境之间只有能量的交换，而无物质上的交换，物理化学条件的改变促使矿物发生晶体结构的转变而化学成分保持不变。晶体结构的变化主要包括同质多像相变和多型相变等。同质多像相变又可以分为重建式相变、移位式相变和有序-无序相变。

第十七章习题

1.为什么要对矿物进行分类?目前较合理的矿物分类是什么?它与其他分类方案的主要分歧何在?大类、类、

族、种的划分依据是什么?如何处理类质同像、同质多像问题?

答：为了系统而全面地研究矿物，就必须对种类繁多的矿物进行科学的分类。

目前较为合理的分类方案是以晶体化学为基础的分类方案，因为决定矿物本质特征的是矿物的化学成分与

晶体结构。

其它的分类方案对矿物的特征各有侧重，有根据矿物化学成分为依据的化学成分分类，也有以元素的地球化学特征为依据的地球化学分类和以矿物成因为依据的成因分类。这些分类方案的考虑都没有晶体化学分

类全面。

晶体化学分类划分的级序由大到小分别为：大类、类、族和种4级。种是矿物分类中的基本单位。它们的划

分依据见下表：

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

族晶体结构型和阳离子性质长石族

种一定的晶体结构和化学成分正长石K[AlSi3O8]

对同质多像问题，由于变体间虽然化学成分相同，但结构不同，性质差异也较大，故视为各自独立的矿物种。对于类质同像系列的矿物，它们的结构相同，物理性质相似，其化学组成可以在一定范围内变化。国际新矿物及矿物命名委员会规定，只有端元矿物才可作为矿物种而独立命名，类质同像系列的中间成分者可作为矿物种之下的亚种。

2.对于一种新矿物，你认为应如何命名比较科学、合理?

答：矿物命名的依据多种多样，有的是矿物本身的特征，如化学成分、形态、物理性质等命名，有的依据

发现该矿物的地点或人或研究学者的名字命名。

如果发现新矿物，以矿物的特征来命名比较合理，因为这样有助于熟悉矿物的主要成分和性质。

第十八章习题

1.自然金属元素矿物的晶体化学特征与形态、物性的关系如何?

答：自然金属元素矿物的化学成分为金属元素，主要包括：铜族元素和部分铂族元素。它们的晶体结构一般为等大球最紧密堆积（大多数为立方最紧密堆积、少量六方最紧密堆积），结构较简单，对称程度较高。化学键是典型的金属键，是金属晶格的晶体。这就决定了矿物的宏观性质是金属晶格晶体的特点。

形态：晶体呈等轴粒状或六方板状，集合体为树枝状、片状、块状等。这是由于内部质点最紧密堆积的缘故。

物理性质：具典型的金属特性：金属色，金属光泽，不透明。硬度低（Os、Ir 例外），解理不发育，强延展性。比重大。电和热的良导体。这是因为它们是金属晶格晶体的缘故。

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。这些晶体化学特征导致其外形为等轴晶体形态，如立方体、八面体等；物理性质表现为硬度高，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—金属键，层间为分子键。这些特征表现在外形上为板状、片状晶体形态；表现在物理性质上为晶体具明显的异向性，具{ 0001 } 极完全解理，硬度低，金属光泽，电的良导体。

2.试以金刚石、石墨为例说明同质多像的概念。为什么它们同为C组成,但形态、物性截然不同?

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很大差异，从而导致了它们宏观形态和物理性质上存在很大的差

3.从石墨的结构特点解释其物性特征。

答：石墨具有典型的层状结构（见右图），层内具共价键—金属键，层间为分子键。这些特征表现在物理性质上为晶体具明显的异向性，具{ 0001 } 极完全解理，硬度低，金属光泽，熔点和沸点高，电的良导体。

4.金属互化物矿物与合金有什么区别?与呈化合物的矿物(如黄铜矿(CuFeS2)、毒砂(FeAsS)等)有什么区别？

答：金属互化物是指两种或两种以上的金属元素按确定比例以金属键和共价键结合在一起形成的物质,合金是指两种或两种以上的金属元素形成的固溶体,以金属键为主,各金属元素的含量是不确定的，是可以连续变化的。而化合物中可以存在阴离子、阳离子、金属原子、非金属原子等,以离子键、共价键、金属键、分子键等形成化合，各离子、原子的含量比基本上固定，在类质同象的范围内各离子、原子含量可以在一点的范围变化。

第十九章

1.简单硫化物和复硫化物各有什么基本特征？这些基本特征主要由哪些因素引起？

答：简单硫化物，组分简单，对称程度一般较高，多为等轴或六方晶系，少数属斜方或单斜晶系。大多数硫化物的晶形较好，特别是复硫化物更常见完好晶形。简单硫化物解理发育，复硫化物解理不完全或无解理。简单硫化物的硬度较低，一般在2～4，层状结构者(辉钼矿、雌黄……)为1～2 ；但复硫化物具较高的硬度，一般5～6.5，个别达7～8。

形成上述差异的原因在于它们晶体结构中质点的排布和化学键力的分布不同。简单硫化物的晶体结构可以认为是S2-作最紧密堆积，阳离子充填空隙，而且化学键有离子健向金属键或共价键过渡的特点。而复硫化物的晶体结构中，哑铃状[S2]2-的伸长方向在结构中犬牙交错配置，使各方向键力相近，故解理极不完全，而硬度大。

2.对比金刚石、闪锌矿、黄铜矿晶体结构的异同。

答：闪锌矿（ZnS）的空间格子为立方面心格子，晶体结构中S2-作立方最紧密堆积，而Zn2+充填一半的四面体空隙，从而构成稳定的结构。而黄铜矿（CuFeS2）的结构是闪锌矿的衍生结构，只是将阳离子由Zn2+换成了Fe2+和Cu2+，且Fe2+与Cu2+相间分布。而金刚石空间格子也是立方面心格子，从质点的排布上看还是可以参考闪锌矿的结构，将金刚石结构看成其中一套相当点的C原子作立方最紧密堆积，相当于闪锌矿中S2-的占位，另一套相当点的C原子充填一半的四面体空隙，相当于闪锌矿中Zn2+的占位（金刚石中的C原子可以划分为两套相当点）。

3.磁黄铁矿产生“缺席构造”的原因？磁黄铁矿的“超结构”是什么含义?

答：磁黄铁矿的化学成分通常为非化学计量性，通常以Fe1-xS表示（其中x=0~0.125），产生的原因是该矿物中部分Fe2+被Fe3+替代，为了保持晶体的电荷平衡，结构中阳离子位置会出现部分空位，这种现象称为缺席构造。如果空位和阳离子在晶体结构中的分布是完全有序的，就会使原晶胞扩大1倍或几倍，这种结构称为超结构。

4.辉锑矿、辉铋矿为什么呈柱状晶形,并有{010}完全解理？

答：辉锑矿（Sb2S3）具有链状结构，链是由S和Sb紧密连接而成，这些链平行于c轴。链内S和Sb的距离为0.32nm左右。链间键力较弱，因而沿这一方向{010}表现出解理性，同时晶体的形态亦是沿晶体结构中链体的方向延伸而呈平行c轴的柱状。辉铋矿（Bi2S3）的晶体结构与辉锑矿相同，所以晶体形态和解理均一致。

5.对比自然硫、雌黄、雄黄及辰砂，并指出它们的区别。

答：这四种矿物成分上有差异，结构上也有所不同，键性近似，所以部分宏观性质近似，下面列表进行对比：

矿物辰砂雄黄雌黄自然硫

成分HgS As4S4 或AsS As2S3 α-S

晶系三方单斜单斜斜方

对称型32 2/m 2/m mmm

形态分散粒状柱状、致密粒状、土状块

体

短柱状、板状、

片状、土状

双锥状、后板状，土状、

块状

颜色红色，有铅灰色锖色桔红色柠檬黄色不同色调的黄色

结晶学与矿物学自编题资料.

结晶学与矿物学自编题 一、填空题 1.晶体的基本性质有、、、、 、。 2.晶体中可能出现的对称型仅有种。 3.Mg2[Si2O6]属于大类，类，族， 亚族。 4.格子结点分布类型有（P）、（C/A/B）、 （I）、（F）。 5.晶体生长模型有理论模型、理论模型。 6.晶体的和，是决定晶体各种性质的两个最基本的因素。 7.等大球最紧密堆积的两种最常见、最基本的堆积方式 是、。 8.化学键的键型 有、、、、。9.从晶体结构的变化来看，同质多像转变可分为转变、 转变、转变。 10.地壳中含量最多的化学元素依次 是、、、、、、、。

11.通常根据离子的外层电子构型，将其分为离子、 离子、离子。 12.矿物中的水的类型有、、、 、。 13.根据晶体在三维空间的发育程度，晶体习性的基本类型 有、、。 14.根据矿物颜色的产因，通常可分为、、。 15.辉石族解理夹角为°，角闪石族解理夹角为°。 16.根据作用的性质和能量来源，一般将形成矿物的地质作用分为、、。 17.包裹体按成因可分为包裹体（P）、包裹体（S）、 包裹体（PS）。 18.硅氧骨干的主要类型有硅氧骨干、硅氧骨干、硅氧骨干、硅氧骨干、硅氧骨干。 二、判断题 1.温度升高，可促使晶体结构从有序向无序转变（） 2.α-石英→β-石英的转变可逆（） 3.CaCO3的斜方变体文石在降温条件下转变为三方变体方解石 （）

4.面网密度大的面网，面网间距小，对外的质点吸引力大，质点容易生长上去（） 5.等轴晶系晶体的对称特点是皆有4L3（） 6.四面体是中级晶族的单形（） 7.菱面体是低级晶族的单形（） 8.单斜晶系以L2或P的法线为y轴，以垂直y轴的主要晶棱方向为x 轴和z轴（）9.经过漫长的地质时代，矿物有自发地向非晶态的准矿物转变的必然趋势（）10.分散媒（分散剂）远多于分散相（分散质）的胶体称为胶溶体，分散相远多于分散媒的胶体称为胶凝体（） 11.实验式只表示矿物中各组分的种类及其数量比（） 12.结构式（晶体化学式）只能表明矿物中各组分的种类及其数量比，不能反映出它们在晶格中的相互关系及其存在形式（）13.胶态集合体即使在显微镜下也不能辨别出单体的界线，但却存在单体（）14.分泌体平均直径小于1cm者称为晶腺，平均直径大于1cm，充填于火山熔岩气孔中的次生矿物所构成的白色扁球形集合体称为杏仁 体（）15.如果矿物选择性吸收某种波长的色光，则矿物呈现出被吸收的色光（）16.斑铜矿表面独特的蓝、靛、红、紫斑驳的彩色是晕色（）

结晶学及矿物学试题及答案

考试课程名称：结晶学学时： 40学时 令狐采学 考试方法：开卷、闭卷、口试、口试、其它 考试内容： 一、填空题（每空0.5分，共10分） 1.晶体的对称不但体现在上，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辨别为：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暗示，d暗示，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.最紧密聚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） 1.对同一种晶体而言，一般说来年夜晶体的晶面数与小晶体的晶面数，哪个更多？（） A、年夜晶体的 B、小晶体的 C、一样多 D、以上均毛病 2. 类质同象中，决定对角线法例的最主要因素是：（） 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Li4和Li6的晶体的共同点是：（）

A、有L2 B、无P C、无C D、有垂直的P 4.关于布拉维法例说法不正确的是：（） A、实际晶体的晶面往往平行于面网密度年夜的面网 B、面网密度越年夜，与之平行的晶面越重要 C、面网密度越年夜，与之平行的晶面生长越快 D、面网密度越年夜，与之平行的晶面生长越慢 5.可以与四面体相聚的单形有（） A、四面体 B、立方体 C、八面体 D、四方柱 E、斜方双锥 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、Y、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、（hh h2l） 9.同一晶带的晶面的极射赤平投影点可能呈现的位置有（） A、基圆上 B、直径上 C、年夜圆弧上 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、形成的温度越高晶体越无序 D、有序无序是一种特殊的

结晶学及矿物学试题及答案

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） 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L i 4和L i 6的晶体的共同点是：（） A、有L2 B、无P C、无C D、有垂直的P 4.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 5.可以与四面体相聚的单形有（） A、四面体 B、立方体 C、八面体 D、四方柱 E、斜方双锥 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、Y、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、（hh h2l） 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（NaCl）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）

2007结晶学与矿物学真题A(带答案)

特别提示：所有答案必须写在答案纸上，做在本试题或草稿纸上无效。 中国地质大学（北京） 2007年攻读硕士学位研究生试题(A) 411矿物学、岩石学、矿床学分三部分，每部分满分为150分，考生任选其中一部分应答。试题名称：矿物学部分试题代码：411 一．名词解释并举例：（40分，每小题10分） 1.非晶体与胶体矿物 非晶质体是与晶体相对应的概念，它也是一种固态物质，但内部质点在三维空间不成周期性平移重复排列。 胶体矿物：由风化作用形成的水溶胶，再经胶凝作用固结为成分复杂的隐晶质或非晶质固体物质称为胶体矿物。 2.布拉维法则与周期键链理论 布拉维法则：实际晶体的晶面常常是由晶体格子构造中面网密度大的面网发育而成的。 周期键链理论：在晶体结构中存在一系列周期性重复的强键链，其重复规律与相应质点的重复规律一致，这样的强键链称为周期键链（简写为PBC），晶体平行键链生长，键力最强的方向生长最快，平行强键链最多的面最常见于晶体的表面而成为晶面。这就是周期键链理论。 3.多型与型变 多型是一种元素或化合物的晶体以两种或两种以上层状结构存在的现象。 型变是指在晶体化学式属同一类型的化合物中，化学成分的规律变化而引起的晶体结构形式的明显而有规律的变化的现象。 4.结晶水与结构水 结晶水指在矿物中占据特定晶格配位位置的分子水（H2O），结晶水在矿物中的量是一定的，与其他组分呈固定比例关系，如石膏Ca[SO4]·H2O。 结构水指占据矿物晶格中确定配位位置的（OH）-、H+或（H3O）+离子，以（OH）-为最常见。这种水在晶体结构中的作用等同于阴、阳离子，与其他组分有固定的量化关系。如高岭石Al4[Si4O10](OH) 8 矿物中水的赋存状态

结晶学与矿物学习题及答案[宝典]

结晶学与矿物学习题及答案[宝典] 习题1 一. 名词解释: 晶体 矿物 解理、断口 矿物的脆性与韧性 结构水 结核体 条痕 解理、断口 岛状硅酸盐 矿物的脆性与韧性 硅氧骨干 结晶习性 晶体常数和晶胞参数 对称型 晶面符号 类质同象 配位数与配位多面体 同质多象 单形与聚形 二. 填空题:

1. 晶体分类体系中，低级晶族包括晶系，中级晶族包括 晶系，高级晶族包括晶系。 2. 六方晶系晶体常数特点是，。 3(某晶体中的一个晶面在X，Y，U(负端)，Z轴的截距系数分别为2、2、1、0，该晶面符号为，该晶面与Z轴的位置关系为。 4(等轴晶系晶体定向时，选择晶轴的原则是。 5. 两个以上单形可以形成聚形，但是单形的聚合不是任意的，必须是属于的单形才能相聚。 6.晶体的基本性质有、、、、、。 7. 当配位数是6时，配位多面体的形状是。当配位数是8时，配位多面体的形状是。 8. 从布拉维法则可知，晶体常常被面网密度的晶面所包围。 9( 和是等大球最紧密堆积方式中最常见的两种堆积方式。 10(常见的特殊光泽有、、、。 12(可作宝石的氧化物类矿物、、。 13(硅酸盐类矿物的晶体结构可以看作是和组成，其他阳离子把这些联系在一起，形成一定的结构型。 14(普通辉石和普通角闪石的主要区别 是，、、。 15(橄榄石的晶体化学式为。 16(用简易刻划法测定矿物硬度时，指甲硬度为 ;小刀的硬度为 ;玻璃的硬度为。 17.红柱石的集合体形态常为。 18(一般来说，矿物的光泽分、、、。 19(可作宝石的硅酸盐类矿物有、、、。 20(黄铜矿和黄铁矿的主要区别是、。 21(刚玉和水晶的晶体化学式分别为、。 22(石英和方解石的主要区别

《结晶学与矿物学》思考题

《结晶学与矿物学》思考题 绪论 1、什么是矿物？矿物与岩石、矿石的区别？ 2、什么是晶体？晶体与非晶体有何本质区别？ 3、判别下列物质中哪些是晶体，哪些是非晶体？哪些是矿物，哪些不是矿物？ 冰糖金刚石沥青水晶 玻璃水空气方解石 4、为什么要学习矿物学？ 第一篇 第一章 1、网面密度大的面网，其面网间距也大，这种说法对不对？试画简图加以定性的说明。 2、为什么晶体被面网密度较大的晶面所包围？ 3、为什么形态各异的同种晶体，其对应晶面夹角恒等? 4、为什么晶体具有均一性和异向性？ 5、为什么晶体具有一定的熔点？试举例说明之 6、从能量的角度说明晶体的稳定性 7、晶体与非晶体在内部结构和基本性质上的主要区别是什么？ 8、什么是晶体构造中的相当点？下图是石墨（C）晶体构造中的碳原子层，黑圆点代表碳 原子的中心位置。找出点m的所有相当点，并画出平行四边形（二维格子——面网）的形状。再找出点A的相当点，用另外的颜色画出平行四边形的形状。比较两次画出的平行四边形的形状和大小是否相同。 第二章 1、对称的概念？晶体的对称与其他物体的对称有何本质区别？ 2、什么是对称面、对称中心、对称轴及旋转反伸轴？ 3、为什么晶体上不可能存在L5及高于六次的对称轴？ 4、怎样划分晶族与晶系？下列对称型各属何晶族与晶系？ L2PC 3L23PC L44L25PC L66L27PC C 3L44L36L29PC L33L2L33L23PC 3L24L33PC

5、中级晶族的晶体上，若有L2与高次轴并存，一定是彼此垂直而不能斜交，为什么？ 第三章 1、为什么在实际晶体上，同一单形的各个晶面性质相同？在理想发育的晶体上同一单形的 各个晶面同形等大？ 2、怎样区别八面体、四方双锥、斜方双锥？ 3、五角十二面体和菱形十二面体与三根彼此垂直的L4（或L2）的空间交截关系有何异同？ 4、四角三八面体与三根彼此垂直的L4（或L2）相交的特点？ 5、菱面体与三方双锥都是六个晶面，他们之间的区别何在？ 6、在四十七种几何单形中，下列单形能否相聚 八面体与四方柱六方柱与菱面体五角十二面体与平行双面三方双锥与六方柱斜方柱与四方柱三方单锥与单面 第四章 1、晶体定向的定义？ 2、晶体定向的原则，各晶系晶体定向的方法及晶体常数特点？ 3、何谓晶面的米氏符号？某晶面与X、Y、Z轴上的截距系数分别为2、2、4，请写出此晶 面的米氏符号。 4、在某等轴晶系的晶体上，某晶面与X、Y、Z轴上的截距分别为2.5mm，5mm，∞，试 写出此晶面的米氏符号 5、为什么四方晶系及三、六方晶系晶体的轴单位具有a=b≠c的特征？ 6、下列晶面，哪些属于[001]晶带，哪些属于[010]晶带，哪些晶面为[001]与[010]二晶带共 有？ （100）、（010）、（001）、（001）、（100）、（010）、（110）、（110）、（011）、（011）、（101）、（101）、（110）、（110）、（101）、（101）、（011）、（011） 7、{111}在等轴、四方、斜方、单斜（L2PC对称型）和三斜晶系中分别代表什么单形？ 8、判断晶面与晶面、晶面与晶棱，晶棱与晶棱之间的空间关系（平行、垂直或斜交） （1）等轴晶系、四方晶系及斜方晶系： （001）与[001]；（010）与[001]；[001]与[110]；（110）与（010）。 （2）单斜晶系晶体 （001）与[001]；（001）与（100）；[100]与[001]；（100）与（010）。 （3）三、六方晶系晶体 （1010）与（0001）；（1010）与（1120）；（1010）与（1011）；（0001）与（1120）。 9、写出各晶系常见单形及形号，并总结、归纳以下形号在各晶系中各代表什么单形？ {100}、{110}、{111}、{1011} {1010} {1120} {1121} 第五章 1、双晶的定义。 2、双晶与平行连生的区别？ 3、双晶面、双晶轴、接合面的涵义及其空间方位的表示方法？ 4、双晶面为什么不能平行晶体的对称面？ 5、双晶轴为什么不能平行晶体的偶次对称轴？ 6、斜长石（C）可以有卡式律双晶和钠长石律双晶，为什么正长石（L2PC）只有卡式律双 晶，而没有钠长石律双晶？ 第二篇 第一章

2012结晶学矿物学总复习总结题

《结晶学与矿物学》复习题 一．名词解释并举例： 1、晶体 2、单形 3、解理 4、矿物、 5、荧光与磷光、 6、面角守恒定律、7.标型特征、8. 假色与他色、9. 类质同象、10、同质多象、11、双晶、12平行连生、13、点群与空间群；14.聚形及聚形相聚的原则，15、等效点系，16. 晶面符号17. 四面体片18. 文象结构，19、共生，20、空间格子 二.填空题： 1.晶体生长的基本理论是，。 2.实际晶体的晶面常平行的面网。中长石的环带结构反映该晶体按机制生长。 3.晶体内部结构特有的对称要素有，，。 4、晶体的基本性质有、、、、 、。 5、某晶体中的一个晶面在X、Y、U（负端）、Z轴的截距系数分别为2、2、1、0，该晶面符号为，该晶面与Z轴的位置关系为。 6、金刚石晶体空间群的国际符号为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。 7、方铅矿发育解理。 8、正长石通常发育双晶，斜长石发育双晶。 9、橄榄石族的晶体化学通式为。 10、中级晶族中，L2与高次轴的关系为。

11、从三维空间看，空间格子中的最小重复单位是。 12、晶体测量的理论依据是。 13、晶体生长的基本理论是和。 14、单斜晶系的（001）与Z轴一定是。 15、晶体的对称不仅体现在上，同时也体现在上。 16、在对称要素的极射赤平投影中，其投影基圆的直径相当于的投影。 17、根据的组合定律，对称要素L4+P∥的组合应为。 18、对称型2/m定向时，将2定为轴。 19、对称型L33L24P属于晶系。 20、等轴晶系中，{111}所代表的单形名称是；{110}所代表的单形名称是；{100}所代表的单形名称是； 21、同种几何形态的单形，可以出现于不同的晶类中，这种单形称为。 22、四方晶系的{100}解理组数有组。 23、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。 24、红宝石和蓝宝石的矿物名称是，在矿物的晶体化学分类中属于 大类；祖母绿和海蓝宝石的矿物名称是，在矿物的晶体化学分类中属于大类。 25、黄铜矿和黄铁矿的主要区别是和。 26、根据反射率的大小，将光泽分为，，，。 27、根据对称要素组合规律，Li6→＋P⊥。 28.{110}单形在等轴晶系中为单形，在四方晶系中为

《结晶学与矿物学》实验教学大纲(可编辑修改word版)

《结晶学与矿物学》实验教学大纲 一、实验课名称：结晶学与矿物学 二、适用专业：四年制本科地质学、资源勘查工程、矿物加工工程专业 三、采用教材：结晶矿物学实习指导书 四、课程总学时：80~90 学时（40 学时） 五、实验项目名称和学时分配

六、实验教学的目的和要求： 结晶矿物学是地质专业，材料专业的重要专业课。本课程的主要目的是掌握造岩矿物的基本形态，鉴定特征。要求学生学会用肉眼识别矿物的基本方法，并能用简单方法、手段对矿物进行鉴定。 七、实验内容和要求 （一）实验项目实 验1.晶体对称要素实 验内容： ①观察晶体模型外形面、棱、角顶的重复规律。 ②理解对称轴、对称面和对称中心的对称要素含义。

实验要求： ①掌握寻找对称要素的方法 ②学会确定对称要素的种类和数目 实验2.利用对称要素组合定律寻找对称要素： 实验内容： ①练习应用对称要素组合定律寻找对称要素。 ②根据组合要素特点确定对称型及对称型的书写格式。 实验要求： 掌握 32 个对称型和对称分类体系 实验3.单形认识 实验内容： ①对照 47 种单形图形，观察实际模型认识并记忆名称。 ②从形状、晶面和对称要素关系熟悉常见 18 种单形。 实验要求： ①熟练掌握 18 种单形晶体。 ②了解不同单形在各晶族、晶系中的分布。 ③作单形赤平投影图。 实验4.聚形分析 实验内容： ①根据对称要素特点确定晶族、晶系。 ②根据聚形上晶面类型，确定单形数目。 ③确定聚形中单形的名称。 实验要求： 掌握聚形晶体的分析方法，学会确定单形的种类，名称和数目。实验5.等轴晶系对称型的国际符号、晶体定向及单形符号 实验内容： ①找出晶体的对称要素，确定晶系和对称型。 ②写出等轴晶系对称型的国际符号。 ③确定晶面符号，单形符号。 实验要求：

中国地质大学(北京)结晶学与矿物学名词解释总结

一、名词解释 1、晶体、晶体习性与非晶质体 晶体：内部质点在三维空间呈周期性平移重复排列形成的具有格子构造的固体。或具有格子状构造的固体 晶体习性：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。 非晶质体：内部质点在三维空间不呈规律性重复排列的固体。或：不具有格子状构造的固体2、聚形纹与聚片双晶纹； 聚形纹：不同单形交替生长而使它们的晶面规律性交替出现进而在晶体的某些晶面上形成的一系列直线状平行条纹 聚片双晶纹：双晶结合面的痕迹，晶体内外均可见 3、面角守恒定律、布拉为法则、晶体对称定律、双晶律 面角守恒定律：同种物质的晶体其对应晶面之间的夹角恒等。如不同形态的石英，其对应晶面的夹角相等 布拉为法则：实际晶体的晶面常常平行于面网密度最大的面网。 晶体对称定律：晶体中只存在1次、2次、3次、4次和6次对称轴，不会出现5次以及6次以上的对称轴。 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。 4、类质同象与同质多象 类质同象：晶体结构中某种质点（原子、离子或分子）被其他类似的质点所代替，仅晶格常数发生不大的变化，而结构型式并不改变的现象，如菱锰矿中的镁被铁代替，结构形式不变同质多象：同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件下，形成不同结构的晶体的现象。如CaCO3在不同条件下可以形成方解石和文石 5、双晶与平行连生 双晶：指两个或两个以上的同种晶体，其结晶学取向彼此呈现为一定对称关系的规则连生体。 平行连生：由若干个同种的单晶体，按所有对应的结晶方向（包括各个对应的结晶轴、对称要素、晶面以及晶棱方向）全都相互平行的关系而组成的连生体。平行连生也称平行连晶。如萤石立方体的平行连生 6、层状硅酸盐的二八面体型与三八面体型结构

结晶学与矿物学试题

共 8 页第 1 页 一、填空题（每空0.5分，共20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、下面的对称型对应晶系分别为：3L24L3为晶系，L33L2为晶系，L22P为晶系，L66P为晶系。 4、正长石通常发育双晶，斜长石发育双晶。 5、晶体中的晶格类型可以分为、、和等四种。 6、等大球体的最紧密堆积方式有和。 7、地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。 8、白云石主要化学成分CaMg[CO3]2和镁方解石主要化学成分（Ca,Mg）[CO3]中的Ca2+和Mg2+间的关系分别为、。 9、矿物中的水分为、和等三种基本类型，蛋白石（SiO2? nH2O）中的水为水，水镁石（Mg(OH)2）中的水为水。 10、矿物的光泽根据矿物对可见光波的反光能力分为、 、四个等级。 11、矿物单体形态特征包括与两个方面。

12、方解石的摩氏硬度为，长石的摩氏硬度为，石英的摩氏硬度为。 13、Al2SiO5有、和等三种同质多相变体，其中为铝的铝硅酸盐。C的两种同质多像变体是▁▁▁▁▁▁。14、在矿物学书刊中经常使用的化学式是。 二、名词解释（本题共15分，每题1.5分） 1、面角： 答： 2、晶体对称定律： 答： 3、对称型： 答： 4、双晶律： 答： 5、结晶习性： 答： 6、层状生长理论： 答： 7、解理： 答： 8、条痕： 答：

9、铝硅酸盐： 答： 10、矿物标型特征 答： 三、选择题（共14分,1—12题为单选，每题0.5分；13—20题为多选，每题1分） 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，左上右下对角线方向的元素容易形成类质同象的最主要因素是：（） 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L i4和L i6的晶体的共同点是：（） A、有L2 B、无P C、无C D、有垂直的P 4、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 5、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 6、矿物的珍珠光泽根据矿物对可见光波的反光强度应属于下面哪一类型标准光泽范畴： （） A、金属光泽 B、半金属光泽 C、金刚光泽 D、玻璃光泽 7、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 8、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 9、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

2006结晶学与矿物学真题B(带答案)

中国地质大学（北京） 2006年硕士研究生入学考试试题（B） 试题名称：结晶学及矿物学试题代码424 一、名词解释并举例（每题6分，共30分） 1.矿物种与异种 矿物种是指具有一定晶体结构和化学成分的矿物。 矿物异种亦称亚种或变种，是指同属一个种的矿物，但在化学组成、物理性质等方面有一定程度的变异者。如镜铁矿、云母赤铁矿。 2.聚形纹与聚片双晶纹 聚形纹：由不同单形交替生长形成的，仅见于晶体表面，分布服从晶体的对称性。如水晶的晶面条纹。 聚片双晶纹：双晶结合面的痕迹，晶体内外均可见，如斜长石的聚片双晶纹。 3.荧光与磷光 不同的矿物，受外加能量的激发后发光所持续的时间各有不同，一般地，当停止激发后，矿物发光的持续时间在10-8s以上时，称发出的光为磷光；发光的持续时间小于10-8s，称发出的光为荧光。 4.面角守恒定律与整数定律 面角守恒定律：同种物质的晶体，其对应晶面之间的夹角恒等。 整数定律：也称有理指数定律，其内容可表述为：晶体上任一晶面在结晶轴上的截距为轴单位的整数倍；而晶面指数为简单的（即绝对值很小的）整数。 5.标型特征与标型矿物 矿物标型特征是指在不同地质时期和不同地质作用条件下，形成于不同地质体中的同一种矿物在各种属性上所表现的差异，这些差异能够作为判断其形成条件的标志。 标型矿物，也称矿物标型种属，是指在特定的自然环境中形成的矿物种，它的出现，能够作为判定某一特定形成条件的标志。 二、填空题（每空1分，共26分） 1.最常见的紧密堆积方式是立方最紧密堆积和六方最紧密堆积。 2.常见的特殊光泽有蜡状光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、土状光泽。 3.石棉包括蛇纹石石棉和角闪石石棉两类。

结晶学及矿物学试题及答案

结晶学及矿物学试题及 答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

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） 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L i4和L i6的晶体的共同点是：（） A、有L2 B、无P C、无C D、有垂直的P 4.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 5.可以与四面体相聚的单形有（） A、四面体 B、立方体 C、八面体 D、四方柱 E、斜方双锥 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、Y、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、（hh h2l） 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（NaCl）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]，（111）与[111]，（110）与（010）。

中国地质大学(北京)结晶学与矿物学问答题和论述题总结简版

问答题 1、简述石英族矿物的分类及成因产状。（7分） 答案要点：分类：α-石英，β-石英，α-磷石英，β-磷石英，α-方石英，β-方石英，柯石英，斯石英 成因：α-石英各种地质作用下均可形成，β-石英酸性火山岩，α-磷石英β-磷石英，α-方石英，β-方石英，酸性火山岩，柯石英，斯石英陨石，高压成因。 2、简述层状硅酸盐矿物的结构型式及形态物性特点。（8 分） 答案要点：在层状硅酸盐矿物中，按八面体片中阳离子数目不同，可分为两种结构型式。在四面体片与八面体片相匹配中，［SiO4］四面体所组成的六方环范围内有三个八面体与之相适应。当这三个八面体中心位置均为二价离子(如Mg2+)占据时，所形成的结构为三八面体型结构；若其中充填的为三价离子(如Al3+)，为使电价平衡，这三个八面体位置将只有两个为离子充填，有一个空着的，这种结构称为二八面体型结构。若二价离子和三价离子同时存在，则可形成过渡型结构。 本亚类矿物的形态和许多物理性质常与其层状结构密切相关。形态上，多呈单斜晶系，假六方板、片状或短柱状。物理性质上，一般具一组极完全的底面解理；低的硬度；薄片具弹性或挠性，少数具脆性；相对密度较小。玻璃光泽，珍珠光泽。 3、试述矿物的分类及分类依据，并举例说明（15 分） 答案要点：大类：化合物类型，类：阴离子和络阴离子种类，亚类：络阴离子结构，族：晶体结构型和阳离子性质，亚族：阳离子种类和结构对称性，种一定的晶体结构和化学成分，亚种：完全类质同象中的端元组分比例，异种（变种）形态物性成分稍异，例如含氧盐大类，硅酸盐类，链状硅酸盐亚类，辉石族，单斜辉石，普通辉石钛辉石。 4、简述辉石族和角闪石族矿物在成分、结构、性质和成因上有何共同和不同之处？（15 分） 答案要点： 辉石族矿物 （1）化学成分和分类

结晶学与矿物学

晶体：内部质点在三维空间周期性地重复排列构成的固体物质。 面角守恒定律：同种矿物的晶体，其晶面间的角度守恒。 面角：晶面间的法线夹角称为面角。 对称面：对称面是一假想的平面，相应的对称操作为对比平面的反映，它将图形平分为镜像的两个相等部分。 对称轴：对称轴是一假想的直线，相应的对称操作为围绕此直线的旋转，物体绕此直线旋转一定角度后，可使相同部分重复。 对称中心：对称中心是一假想的点，所对应的对称操作为反伸，通过该点作任意直线，则此直线上距对称中心等距离的位置上必定可以找到对应点。 旋转反伸轴：旋转反伸轴也是一假想的直线，如果物体绕该直线旋转一定角度后，在对此直线上的一点进行反伸，可使相同部分重复。 晶体常数：轴率与轴角统称晶体常数。 轴率：a.b.c.为轴率。 晶格常数;轴长和轴角的晶包系数。 米氏符号：米氏符号用晶面在3个晶轴上的截距系数的倒数比来表示。 单位面：最发育的晶面为单位面，单位面在晶轴上的截距之比等于轴率a:b:c。 单形：单形是由对称要素联系起来的一组晶面的组合。 晶面条纹：是指由不同单形的细窄晶面反复相聚交替生长而在晶面上出现的一系列直线状平行条纹。 单形符号：为了与所选择的晶面的晶面符号相区别，规定将该晶面的晶面指数放在大括号{}中表示单形符号，简称形号。 聚形：两个以上的单形聚合在一起，这些单形共同圈闭的空间外形形成的聚形。 布拉维法则：实际晶面与空间格子中面网之间的关系，即晶体上的实际晶面平行于面网密度大的面网，这就是布拉维法则。 矿物：是由地质作用或宇宙作用所形成的具有一定化学成分为和内部结构，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。 颜色：颜色是矿物最明显最直观的性质，主要是由其组成中的质子或离子之外层电子发生跃迁，选择性的吸收可见光中一定波长的光波所致，白色，他色，假色。 条痕色：矿物的条痕是矿物粉末的颜色，通常是指矿物在白色无釉瓷板上擦划所留下的粉末颜色。 光泽：矿物光泽是指矿物表面对可见光的反射能力，主要取决于矿物对光的折射和吸收程度。解理：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城一系列光滑平面的固有特性。 硬度:矿物抵抗外来机械作用（如刻划压力或研磨等）的能力。 摩氏硬度计：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。 （1~10刻划硬度） 1.晶体有那些基本性质?P8 答:自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能性、稳定性. 2.各晶族,各晶系的对称特点是什么？P35 答：三斜晶系无L2，无P、单斜晶系L2或P不多于1个、斜方晶系

最新结晶学及矿物学试题及答案

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0.5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） 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L i4和L i6的晶体的共同点是：（） A、有L2 B、无P C、无C D、有垂直的P 4.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 5.可以与四面体相聚的单形有（） A、四面体 B、立方体 C、八面体 D、四方柱 E、斜方双锥 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、Y、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、（hh h2l） 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（NaCl）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）

结晶学与矿物学考试试卷

第 1 页 共 3 页 学号： 专业： 班级： 姓名： ………………………………请…………勿………………………在………………………密………………………封………………… ……线………………………内………………………答……………………………………题…………………… 2015-2016学年度上学期期末考试 《结晶学与矿物学 》试 题 卷 (15级 珠宝与鉴定营销专业) 注意事项： 1.本试卷共3页，6个大题，42个小题； 2.考试时间为90分总，总分为100分； 3.考生需要将姓名、专业、学号等信息填写在试卷和答题卷的指定位置； 4.请用黑色墨水签字笔在指定位置答题，在非指定位置答题无效； 5.考试结束后，请将试卷和答题卡一并交回； 一、判断题（正确的记“√”，错误的记“×”，每小题1分，共15分） 1.晶体都有对称中心。（ ） 2.单形是由对称要素联系起来的一组晶面的总和。（ ） 3.晶体有32种几何单形，47种对称型。（ ） 4.平行双面属于单形中的开形。（ ） 5.在晶体定向中，斜方晶系需要设置四个晶轴。（ ） 6.非晶质体不具有格子构造。（ ） 7.红蓝宝石都属于刚玉族矿物，三方晶系。（ ） 8.晶体和非晶体在一定的条件下是可以互相转换的。（ ） 9. 在晶体中没有五次对称轴及高于六次的对称轴。（ ） 10.结晶习性是晶面上发育不同的晶面特征，晶体随意生长。（ ） 11电气石是斜方晶系的宝石。（ ） 12.晶面在三晶轴上截距系数的倒数比就是表示该晶面空间方位的米氏符号。（ ） 13.六方晶系选择四轴定向原则。（ ） 14.有三次对称轴的晶体属三方晶系。（ ） ） 二、单项选择题（每题只有一项最符合题目要求，共10小题，每小题2分，共20分） 1蓝晶石的二硬性反应晶体的（ ） A.非均一性 B.可变性 C.异向性 D.自限性 2.结晶学中的聚形是（ ） A.两个或两个以上的单形聚合而成的 B.双晶形成的 C.几个晶体有聚合规律而成的 D.几个晶体平行连生聚合而成的 3.黄铜矿表面出现蓝紫斑驳的颜色是（ ） A.自色 B.假色 C.他色 D.表面色 4.晶体是（ ） A.具有格子构造的固体 B.具有一定化学成分的固体 C.具有一定外形的固体 D.不是固体 5.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 6.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 7. 能够和八面体形成聚形的单形是 （ ） A ．立方体 B.四方柱 C. 斜方柱 D. 平行双面 8. 下列单形中，属于开形的是（ ） A ．六方柱 B. 菱形十二面体 C. 斜方双 锥 D. 菱面体 9.下列物质属于晶体的是（ ） A. 玻 璃 B. 石 英 C. 松 香 D. 琥珀 10. 电气石的对称型为（ ） 。 A ．L33L2 B. L33L23PC C.L33P D.L3

2008结晶学与矿物学考研真题B(带答案)

中国地质大学（北京） 2008年硕士研究生入学考试试题(B) 试题名称：结晶学与矿物学试题代码：847 注：所有答案必须写在答题纸上，写在本试卷上及草稿纸上无效！！ 一、名称解释并举例（每题6分，共30分） 1.空间格子定义及要素 空间格子就是表示晶体内部质点在三维空间作周期性平移重复排列规律的几何图形。 空间格子有结点、行列、面网和平行六面体4种要素。 2.聚形纹和聚片双晶纹 聚形纹：由不同单形交替生长形成的，仅见于晶体表面，分布服从晶体的对称性。如水晶的晶面条纹。 聚片双晶纹：双晶结合面的痕迹，晶体内外均可见。如斜长石的聚片双晶纹。 3.晶体异向性和均一性 晶体的异向性指晶体的性质因观察方向的不同而表现出差异的特性。如蓝晶石平行晶体延长方向硬度4，垂直晶体延长方向硬度6. 晶体的均一性是指同一晶体的任何部位其性质是完全相同的。如把一晶体分成小晶块，每一小晶块物理化学性质相同。 4.二八面体型和三八面体型 在层状硅酸盐矿物四面体片和八面体片的匹配关系中，[SiO4]四面体所组成的1个六方环范围内有3个八面体与之相适应。当这3个八面体中心位置均为2价阳离子（如Mg2+）占据时，所形成的结构为三八面体型结构；若其中充填的为3价阳离子（如Al3+），为使电价平衡，这三个八面体位置将只有两个为离子充填，有1个是空着的。这种结构称为二八面体型结构。 5.I型金刚石与II型金刚石 金刚石中微量元素N和B是金刚石分类的主要依据：N含量大于0.001%者为I型，小于0.001%者为II型。 二、填空题（每空1分，共26分） 1.理想的晶面应是一个光滑的平面，但实际晶面上或多或少几乎总是存在着某些具规则形状的花纹，请列举出四种晶面花纹； 晶面条纹，晶面台阶，生长丘，蚀像。

结晶学及矿物学课后答案汇总

第一章习题 1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?准晶体是一种什么物态? 答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。而非晶体不具有格子构造。晶体具有远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。准晶态也不具有格子构造，即内部质点也没有平移周期，但其内部质点排列具有远程规律。因此，这种物态介于晶体和非晶体之间。 2.在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗?为什么? 答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。因为相当点是满足以下两个条件的点：a.点的内容相同； b.点的周围环境相同。同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满足第二个条件。因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。 3.从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。 答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定的。现分别叙述：a.自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。 b.均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。 c.异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。 d.对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。 e.最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的结果。无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。因此，在相同的温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。 f.稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。 5.图1-6中,金红石结构中的氧离子分属几套相当点? 答:分属4套相当点. 第二章习题 1.讨论一个晶面在与赤道平面平行、斜交或垂直时，投影点与投影基圆之间的距离关系。 答：根据晶面极射赤平投影的步骤和方法可知：与赤道平面平行的晶面投影点位于基圆的圆心，斜交的晶面投影点位于基圆的内部，直立的晶面投影点位于基圆上。根据这一规律可知，投影点与基圆的距离由远及近顺序分别为与赤道平面平行的晶面、斜交的晶面和垂直的晶面。 2.作立方体、四方柱的各晶面投影，讨论它们的关系。 答：立方体有六个晶面，其极射赤平投影点有六个投影点。四方柱由四个晶面组成，其投影点只有四个。四方柱的四个投影点的分布与立方体直立的四个晶面的投影点位置相同。如果将四方柱顶底面也投影，则立方体与四方柱投影结果一样，由此说明，投影图不能放映晶体的具体形状，只能反映各晶面的夹角情况。 3.已知磷灰石晶体上（见附图），m∧m=60°，m∧r=40°，作其所有晶面的投影，并在投影图中求r∧r=?答：晶面的极射赤平投影点见右图。在吴氏网中，将两个相邻的r晶面投影点旋转到过同一条大圆弧，在这条大圆弧上读取两点之间的刻度即为r∧r=42o。 4.作立方体上所有对称面的极射赤平投影。 5.请证明:在极射赤平投影图中,某晶面投影点与圆心的距离h与该晶面的极距角ρ的关系为:h = rtanρ/2 (r为基圆半径). 请见教材图2-6.在直角三角形OSa中,一直角边长为r,另一直角边为Oa,Oa=h,Oa的对角为ρ/2,根据三角函数关系可得:h = rtag ρ/2. 第三章习题