矿物结晶学考试必考题Word格式.docx

1、具有格子构造的固体, 或内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体。区别：在内部结构上：晶体具有格子状构造，质点的排列既有短程有序性，又具有长程有序性；非晶质体则不具有格子状构造，质点的排列只具有短程有序性，不具有长程有序性。在外形上：晶体具有规则几何多面体形状，非晶质体多为无定形体。在物性上：非晶质体不具有确定的熔点。在分布上：由于晶体比非晶体稳定，所以晶体的分布更广泛，自然界的固体物质绝大多数是晶体。2.什么是空间格子，包括哪些要素？在晶体结构中找出相当点，再将相当点按照一定的规律连接起来就形成了空间格子。相当点在三维空间作格子状排列，我们称为空间格子。要素：结点（node）：组成空间格子的

2、点，代表晶体结构中的相当点 行列（row）：质点在一条直线上的排列结点间距：同一行列中相邻两质点间的距离行列是无限多的。在相互平行的行列中，结点间距相等；不平行的行列中结点间距一般不相等。3.什么是面网，面网密度与面网间距之间的关系。面网：结点在平面上的分布即构成面网。面网密度与面网间距成正比.4.什么是面角，如何理解面角恒等定律？面角相邻晶面法线的夹角晶体生长时，虽然质点面网一层接一层地不断向外平行推移，但由于复杂外界条件的影响，使同种晶体的晶面发育成形状、大小均不相同偏离理想状态的形状，形成了形态和大小不同的“歪晶”，但它们对应的晶面夹角恒等.这是由于相对应晶面的面网及面网夹角是固定不变的

3、。5.形成晶体有哪些方式？形成晶体的方式: 1由液相结晶析出晶体 2由气相转变为晶体3由固态再结晶为新晶体6.层生长理论和螺旋生长理论区别与联系是什么，现实中有哪些现象可以证明这两个生长模型？联系：都是层层外推生长；生长新的一层的成核机理不同现象: 环状构造、砂钟构造、晶面的层状阶梯、螺旋纹7.晶体的生长的实验方法有哪些？并说出它们之间的区别。1.水热法高温高压生长（高压釜）2. 提拉法高温常压生长3. 低温溶液生长-低温常压水溶液生长3. 高温熔液生长-高温常压在助熔剂生长第二章: 晶体的对称及理想形态1.对称的概念。晶体的对称和其它物质的对称有何本质区别？答:对称就是物体相同部分有规律地重

4、复。晶体都是对称的，但它与其它非晶体物质的对称相比，具有自身的特点：首先，由于晶体内部都具有格子构造，通过平移，可使相同质点重复，因此，所有的晶体结构都是对称的；其次：晶体的对称受格子构造规律的限制，因此，晶体的对称是有限的，它遵循“晶体对称规律”最后，晶体的对称不仅表现在外形上，还表现在物理、化学性质上。是对称的，格子构造也使得并不是所有对称都能在晶体中出现。2.晶体的对称操作和对称要素有哪些？对称面存在的必要条件是什么？答;对称操作;反伸、旋转、反映.对称要素：对称面 ，对称轴 ，对称中，旋转反伸轴。对称面的存在有两个必要条件：一是该平面能把晶体分为相等的两部分；二是这两部分间互成镜像关系

5、。3.什么是晶体对称定律？试解释为什么不存在五次轴和高次轴？晶体对称定律：晶体中可能存在的对称轴并不是任意的，只能是1、2、3、4、6，与轴次相对应的对称轴也只能是L1 、 L2 、 L3 、 L4 、 L6 ，不可能存在五次轴及高于六次的对称轴。因为垂直五次及高于六次的对称轴的平面结构不能构成面网，且不能毫无间隙地铺满整个空间,这不符合构造规律。4.总结对称轴、对称面在晶体上可能出现的位置。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5.单形和聚形的概念。单形：单形是由对称要素联系起来的一组晶面的

6、组合。聚形：是指两个或两个以上的单形聚合在一起，共同圈闭的空间外形形成聚形称为聚形。6.双晶的定义、双晶要素。双晶的定义：双晶是两个及两个以上的同种晶体按一定对称规律形成的规则连生体。双晶要素：是使双晶中的单体之间，通过变换其中一个的方位而与另一个能够重合或平行而凭借的几何要素。主要有: 双晶面，双晶轴，双晶中心。7.双晶的成因类型有哪些？研究双晶有什么意义？成因类型有，生长双晶：在晶体生长过程中形成的双晶。转变双晶：在同质多像转变及无序-有序转变的过程中所产生的双晶。机械双晶：晶体受到应力的作用，导致晶格发生均匀滑移，结果使已滑移部分与未滑移部分的晶格间处于双晶的相互取向关系，从而形成的双晶

7、。研究双晶的意义：双晶是许多矿物中常见的现象，而不同的矿物一般具有不同的双晶律。因此，双晶可作为矿物的鉴定特征之一。有的双晶是反映一定成因条件的标志，如自然界矿物机械双晶的出现可以作为地质构造变动的一个标志。双晶的存在往往会影响到某些晶体材料的工业利用第三章: 晶体化学基础1.类质同像的概念。类质同像分哪些类型？方铅矿和石盐都能形成立方体，能叫类质同像吗？答: 晶体结构中某种质点（原子、离子或分子）为被其它类似的质点所代替，仅使晶格常数发生不大的变化，而结构型式并不改变，这种现象称为类质同像。类质同像可以将其分为完全类质同像和不完全类质同像两种类型。不能叫.2.类质同像的条件是什么？研究类质同

8、像的意义是什么？答：类质同像的条件相似的原子或离子半径，总电价平衡，离子类型和化学键，温度，压力，组分浓度。意义:他是引起矿物化学成分的一个主要原因。研究类质同像的规律对寻找某些矿种和合理的综合利用各种矿产资源 有着极为重要的作用。也有助于了解成矿环境。3.同质多像及同质多像转变的概念，温度、压力及介质酸碱度对同质多像变体的影响。同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件（温度、压力、介质）下，形成晶体结构、形态和物理性质上互不相同的晶体的现象，称为同质多像。任何一种同质多像变体都有其一定的稳定范围，当环境条件改变到超出某种变体的稳定范围时，就会引起晶体结构的变化，使一种同质多像变体在固态条件下

9、转变成另一种变体，这个过程称为同质多像转变。温度的增高可使同质多像变体向配位数减少、相对密度降低的方向转变，压力的作用正好相反，同时压力的升高还会使转变温度上升。介质酸碱度对同质多像变体的形成和转变也有重要影响。4.有序结构、无序结构及有序-无序转变的概念。当两种或两种以上质点（原子或离子）在晶体结构中占据等同的构造位置时，如果相互间的分布是任意的，即它们占据任何一个等同位置的几率是相等的，这种结构称为无序结构。如果相互间的分布是有规律的，即两种质点各自占有特定的位置，这种结构则称为有序结构。有序无序转变是有序变体和无序变体之间在一定的温度、压力条件下发生的同质多像转变。第四章: 矿物通论1.

10、什么是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：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。 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。 研究意义 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，含金石英脉中的黄铁矿。2.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？水的存在形式及类型

11、:H2O、（OH）、H+和（H3O）+ 据“水”在矿物中的存在形式及其在晶体结构中的作用，主要分为吸附水、结晶水和结构水三种基本类型，以及层间水和沸石水两种过渡类型。 吸附水: 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（H2O）。它不参加晶格，不属于矿物的化学组成。 结晶水: 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。 结构水（化合水）: 以（OH）、H+或（H3O）+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”。 层间水: 存在于某些层状结构硅酸盐（如粘土矿物）晶格中结构层

12、之间的H2O，其主要与层间阳离子结合成水合离子。3.什么是胶体矿物？其主要特性有哪些？ 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的隐晶质矿物。严格地说，它只是含吸附水的准矿物。如蛋白石（SiO2nH2O）、大多数粘土矿物。 胶体矿物的化学成分特点可变性、复杂性胶体矿物的分散相与分散媒的量比不固定，即其含水量是可变的；胶体微粒表面具有很强的吸附性。4.引起矿物化学成分变化的原因有哪些？主要原因：类质同像替代，非化学计量性 其他因素：阳离子的可交换性、 胶体的吸附作用、矿物中含水量的变化、以显微包裹体形式存在的机械混入物等5.什么是晶体习性，分为几种情况？说明晶体习性的具体规

13、律。晶体习性: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。 依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： 1）一向延长型：晶体沿一个方向特别发育，呈柱状、针状和纤维状等。例：水晶、绿柱石、电气石。 （2）二向延展型：晶体沿两个方向相对更发育，呈板状、片状、鳞片状和叶片状等。重晶石、云母。（3）三向等长型：晶体沿三个方向发育大致相等，呈粒状或等轴状。黄铁矿、萤石。 此外，尚有短柱状、板柱状、板条状和厚板状等过渡类型。具体规律为：化学成分简单，结构对称程度高的晶体，一般呈等轴状。晶体常沿其内部结构中化学键强的 方向发育，如具链状结构的矿物呈柱状、针状晶习，而层状结

14、构的矿物则呈片、鳞片状习性。晶体上发育的晶面是对应于晶格中面网密度较大的面网。外部因素是通过直接或间接地改变不同晶面间的相对生长速度而影响晶体习性的。6.如何描述矿物集合体的形态？矿物集合体：同种矿物的多个单体聚集在一起的整体。结晶质矿物其集合体形态主要取决于单体的形态和它们的集合方式；隐晶质或胶体矿物其集合体形态主要取决于形成条件。根据颗粒大小（或可辨度）分为 显晶质集合体用肉眼或放大镜可辨认出个体； 隐晶质集合体用显微镜可以辨认出个体； 胶态集合体用显微镜也不能辨认出个体的。7.分泌体和结核体的概念，及在成因上有哪些不同？1. 分泌体：在球状或不规则形状的岩石空洞中，由胶体或晶质物质自洞壁

15、逐渐向中心层层沉淀充填而成。特征： 外形常呈卵圆形，具同心层状构造，中心常有空腔，有时其中还见有晶簇。 各层在成分和颜色上往往有所差异。 2. 结核: 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。 形状有球状、瘤状、透镜状和不规则状等，直径一般1cm。内部常具同心层状、放射纤维状或致密状构造。一般多见于沉积岩中，常形成于海洋、湖沼中。常见Fe质、P质、Ca质、Mn质和Si质等结核。8.何谓条痕？条痕色和透明度有何关系？就是矿物粉末的颜色，即矿物在白色无釉瓷板上擦划后所留下的粉末的颜色。条痕色与透明度的关系：）透明：能透过绝大部分光，条痕为无色、白色或浅色。

16、2）半透明：可允许部分光透过，条痕呈红、褐等各种彩色。 3）不透明：基本不允许光透过，条痕呈黑色或金属色。 9.什么是光泽？矿物光泽与化学键性之间的关系？光泽：矿物表面对可见光的反射能力。主要是矿物的化学键类型： 1）具金属键的矿物一般呈金属光泽或半金属光泽； 2）具共价键的矿物一般呈金刚光泽或玻璃光泽； 3）具离子键或分子键的矿物，对光的吸收程度小，反光很弱，光泽即弱。10.什么是解理，解理产生的原因是什么？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成一系列光滑平面。这些光滑的平面称解理面。 注意：解理是晶质矿物才具有的特性。 解理产生的原因： 解理严格受晶体结构因素晶格

17、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。11.何谓矿物的硬度？影响矿物硬度的因素有哪些？是指矿物抵抗某种外来机械作用力（如刻划、压入或研磨）侵入能力 硬度的影响因素：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。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。3） 含水矿物 的硬度通常都很低12.何谓内生作用，总结各内生作用形成矿物的特点。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。特点:岩浆作用：指由岩浆冷却出来

18、，形成矿物组合不同的结晶而形成矿物的作用岩浆由地壳薄弱地带上侵时，由于温度、压力的逐渐降低，以及其它物理化学条件的不断变化，不同矿物从熔体中依次结晶各种侵入岩。火山作用实际上是岩浆作用的一种形式，为地下深处的岩浆沿地壳脆弱带上侵至地面或直接喷出地表，迅速冷凝的全过程。火山作用形成的矿物以高温、淬火、低压、高氧、缺少挥发分的矿物组合为特征，甚至形成非晶质的火山玻璃。伟晶作用：是指在地表以下较深部位的高温高压条件下所进行的形成伟晶岩及其有关矿物的作用。 伟晶作用中形成的矿物最明显的特点是：晶体粗大热液作用是指从气水溶液到热水溶液过程中形成矿物的作用。在岩浆演化的后期，由于外压减小，热液遂沿着围岩裂

19、隙向上运移，并从围岩中淋滤和溶解部分成矿物质，在适当的条件下，含矿热液便沉淀出各种矿物。 13.物形成的影响因素有哪些？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（ i）、逸度（fi）、活度（ai）及时间等因素。14.什么是矿物生成顺序？确定矿物生成顺序的标志是哪些？自然界地质体中的各种矿物在形成时间上的先后关系。 矿物通常是按晶格能降低的顺序而次第析出的，共生的矿物的晶格能大体相近。 矿物的空间位置关系：地质体中心部位的矿物形成晚。当一矿物穿插或包围或充填其他矿物时，被穿插或

20、被包围或被充填的矿物生成较早。 矿物的自形程度：相互接触的矿物晶体，自形程度（晶形的完整程度）高者一般生成较早。但应注意矿物的结晶能力的影响。矿物的交代关系：矿物的交代作用首先沿颗粒的边缘或裂隙进行，被交代的矿物形成较早。交代作用：已经形成的矿物在固体状态下被新矿物所代替的现象。15.试区别矿物的共生和伴生。（1） 矿物的共生 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。共生矿物：彼此共生的矿物。可能是同时形成，或是从同一来源的成矿溶液中依次析出的。矿物的共生组合：各共生矿物构成的组合。 （2）矿物的伴生 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

21、象。 16.包裹体的概念及分类，包裹体有什么研究意义？矿物中的包裹体：矿物生长过程中或形成之中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。 按成因分原生、次生和假次生包裹体。对矿物成因具有指示意义的包裹体，以气 -液态包裹体最为重要。它们是在矿物结晶的当时，直接从成矿介质中保存下来的母液样品，测定这种样品的温度、压力、含盐度、成分、PH和Eh等，就可以确定矿物的成因以及一些有关的地质问题。第五章: 矿物各论 自然元素及卤化物矿物大类: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。晶体化学特征：由惰性气体

22、型离子组成的卤素化合物中，表现离子键性；而由铜型离子组成的卤素化合物中，由表现共价键性。物理性质： 一般为透明无色，呈玻璃光泽，比重不大，导电性差；而由铜型离子所组成的卤化物，一般显浅色，呈金刚光泽，透明度降低，比重增大，导电性增强，并具延展性。2.从石墨的结构特点解释其物理性质特征？层状结构，层内具共价键金属键，层间为分子键，表现在物理性质上具明显的异向性，具 0001 极完全解理，硬度低，金属光泽，电的良导体。3.从自然硫的结构特点解释其物理性质特征？8个S原子以共价键联结成S8环状分子，环分子间为分子键，故其硬度低，熔点低，导电导热性差。硫化物及其类似化合物矿物大类:1、简述硫化物及其类

23、似化学物矿物大类晶体结构及物理性质等方面的特征。晶体结构：本大类矿物常可看作阴离子（如S2- ）等作最紧密堆积，阳离子充填四面体或八面体空隙。矿物的化学键由离子键向共价键或金属键过渡。 同质多像现象普遍，主要取决于形成温度及成矿溶液的酸碱度等取决于矿物的成分、结构及键力特征。1）具明显金属键的硫化物（方铅矿、黄铜矿） ：金属色，条痕深色金属光泽，不透明，强导电性和导热性。具明显共价键的矿物（闪锌矿、辰砂）：鲜艳彩色，条痕为浅色或彩色，金刚光泽，半透明。电和热的不良导体 2）简单硫化物解理发育，复硫化物解理不完全或无解理 3）简单硫化物的硬度较低，一般在24，层状结构者（辉钼矿、雌黄） 为 12

24、 ；但复硫化物具较高的硬度，一般 56.5 ，个别达 78 。4）本大类矿物比重一般4。熔点低。2、简述硫化物、复硫化物和硫盐的划分依据及形态。据阴离子特点分三类： 1）简单硫化物： S2-与铜型或过渡型离子（Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Fe、Co、Ni ）结合而成，如方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）、黄铜矿（CuFeS2）等。 2）复硫化物：哑铃状对硫 S22-、对砷As22-及AsS2-、SbS2-等与Fe、Co、Ni等过渡型离子结合而成。如黄铁矿（FeS2） 等。 3）硫盐： S 与半金属元素As、Sb、Bi 结合组成络阴离子AsS33-、SbS33-等，与铜型离子 Cu、Pb、Ag

25、 结合成较复杂的化合物。3、以黄铁矿为例，简述其晶体结构与形态、物理性质之间的关系。等轴晶系，对称型 m3 。 为NaCl型结构之衍生结构：哑铃状对硫S22-近似于立方最紧密堆积，S22-之中心相当于Cl- 的位置，Fe2+位于Na+的位置。哑铃状 S22-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。形态及物理性质：晶形为较好，常呈立方体、五角十二面体或八面体，晶面条纹常见，集合体为粒状、浸染状或致密块状。浅铜黄色，条痕绿黑或黑色，强金属光泽。参差状断口，硬度66.5，性脆，无磁性。4、对比雌黄、雄黄，并指出它们的区别。雌黄：化学组成: As2S3, 类质同象混入

26、物Sb，可达3% 。结构特点:单斜晶系。晶体结构表现为砷、硫离子连接成层，层中每一砷离子被三个硫离子所包围，而每个硫离子与两个砷离子相连接。形态及物理性质:单晶体呈板状或短柱状, 集合体成片状、梳状、土状等。柠檬黄色；条痕鲜黄色；油脂光泽至金刚光泽。硬度12；解理平行010极完全，薄片具挠性。比重3.4-3.5。雄黄：氧化化学组成: AsS 单斜晶系。晶体结构系由As4S4分子所构成，分子中的四个硫原子与四个砷原子之间以共价键相维系，而分子与分子间则以分子键相连接。单晶体通常细小，呈柱状。集合体粒状、致密块状，有时为土状、粉末状或皮壳状。桔红色；条痕桔黄色；晶面上具金刚光泽，断面油脂光泽。硬度

27、1.52；解理平行010完全。比重3.6。化学组成不同、颜色不同。物和氢氧化物矿物大类5、试述氧化物和氢氧化物矿物的晶体化学特征、形态及物理性质。晶体化学特征:氧化物中以离子键为主，结构可以用最紧密堆积原理来阐述，并服从鲍林法则。随着离子电价的增加，共价键的成分趋向增多。另一方面, 阳离子随着从惰性气体型、过渡型离子向铜型离子改变时，共价键性则趋向增强，同时阳离子配位数趋于减少。氢氧化物的晶体结构中，由（OH）- 或（OH）-和O2-共同形成紧密堆积，晶体结构主要是层状或链状，与相应的氧化物比较，其对称程度降低。除离子键外，还往往存在氢键。由于氢键的存在，以及（OH）-的电价较O2-为低而导致

28、阳离子与阴离子间键力的减弱，因此与相应的氧化物比较，其比重和硬度都趋向减小。形态：氧化物常形成完好的晶形，常见呈粒状、致密块状及其他集合体形态；氢氧化物则常见为细分散胶态混合物，结晶好时，晶体呈板状、细小鳞片状或针状。 硬度：氧化物的物理性质以硬度最为突出，一般均在5.5以上，氢氧化物的硬度与其相应的氧化物相比，硬度显著降低。 解理：氧化物仅少数可发育解理，且一般解理级别为中等至不完全解理。氢氧化物因键力较弱，发育一组完全至极完全解理。比重：比重上，彼此相差很大。 光学性质：方面，Mg、Al、Si等惰性气体型离子组成的氧化物和氢氧化物，通常浅色或无色，半透明至透明，以玻璃光泽为主。而Fe、Mn、Cr等过渡型离子则呈深色或暗色，不透明至微透明，半金属光泽。6、刚玉与-石英的鉴定特征。刚玉： Al2O3。有时含微量Fe、Ti或Cr等。 结构特点: 三方晶系。一般呈近似腰鼓状、柱状晶形，多呈粒状或致密块状集合体。常为蓝灰或黄灰色，常因含杂质而呈现多种颜色；玻璃光泽。硬度9；无解理；常因聚片双晶或细微包体产生（0001）或（1011）裂理。比重3.95-4.10。石英：化学组成：SiO2，类质同像