结晶学及矿物学复习资料

结晶学及矿物学复习资料
结晶学及矿物学复习思考题
1、矿物与矿物学的概念？矿物与岩⽯、矿⽯的区别？
矿物：是地质作⽤中所形成的单质或化合物，是地壳中岩⽯和矿物的基本组成单位。

矿物：化学成分上是均匀的，具有相对固定的化学成分。

矿物学：以矿物为研究对象的⼀门⾃然科学，是地质学的⼀门总要分⽀学科；是研究矿物的物质成分的学科。

矿物是组成岩⽯和矿⽯的基本组成单位。

矿⽯是含有⽤矿物并有开采价值的岩⽯。

岩⽯是天然产出的具有稳定外型的矿物或玻璃集合体，按照⼀定的⽅式结合⽽成。

根本区别在于有没有经济价值。

2、晶体与⾮晶质体的概念？两者的区别？
晶体：具有格⼦状构造的固体，其内部质点(离⼦，原⼦，分⼦)在三维空间上呈周期性的重复排列的固体。

⾮晶质体：具有格⼦状构造的固体，其内部质点在三维空间上不呈周期性的重复排列的固体。

两者区别在于内部质点在三维空间上的排列问题。

3、空间格⼦的概念？
空间格⼦:由等同点在三维空间上呈周期性的重复排列构成的⽆限⼏何图形。

4、晶体的基本性质？
晶体具有⾃限性，均⼀性，异向性，对称性，内能最⼩
最稳定。

⾃限性：任何晶体在其⽣长的过程中，只要有适合的外间条件（C，T，P空间），它们都能⾃发地结晶形成规则的⼏何多⾯体。

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均⼀性：晶体的任何⼀部分的性质都是相同的。

异向性：不同⽅向晶体的性质是有差异的（⾯）如:蓝晶⽯，⼆硬⽯。

内能最⼩最稳定：指晶体与同成分的⽓液态及⾮晶质体相⽐较。

5、对称型的概念？熟悉常见的对称型
对称型：是指晶体中所有外部对称要素的集合。

常见对称型：
6、晶体的对称分类及其分类依据？
详见课本38页
7、元素的离⼦类型划分依据及其分类？各类型离⼦的性质？答：按最外层电⼦的构型分为惰性离⼦型，铜型离⼦型，过渡型离⼦型。

各离⼦型特性详见课本140--141
8、晶格类型对矿物物理性质的影响？
1.离⼦晶格——离⼦键
按组成矿物之间的化学元素间 2.原⼦晶格——共价键
的化学键的不同划分晶格类型：3.⾦属晶格——⾦属键
4.分⼦晶格——分⼦键
绝⼤数矿物具有多键性，如：⽯墨（共，⾦，分）
9、配位数和配位多⾯体的概念？配位数的影响因素？
晶体结构中，把每个质点周围的质点数（原⼦，异号离⼦）称为配位数。

任意原⼦或离⼦周围与之呈配位关系的原⼦或异号离
⼦的中⼼连线所形成的⼏何图形称为配位多⾯体。

影响配位数多少的因数：质点间的相对⼤⼩，堆积紧密程度，化学键，T，P。

具体如下：
⑴质点间⼤⼩相同（由同⼀种元素所组成的单质矿物）
①由⾦属元素组成：纯⾦属键，12个⾦属原⼦相接触，8≦n≧12
②由⾮⾦属元素组成：由饱和性决定，n≦4
⑵质点间的相对⼤⼩不等
=0.155~0.225 n=3 三⾓形
=0.225~0.414 n=4 四⾯体
R阳/R阴=0.414~0.732 n=6 ⼋⾯体
=0.732~1 n=8 ⽴⽅体
=1 n=12 ⽴⽅⼋⾯体
⑶温度T，压强P
T升⾼，配位数减少；压强升⾼，配位数减少。

10、类质同象的概念、分类、产⽣条件、意义？
概念：矿物在结晶时，晶体中的某种质点（原⼦，离⼦，洛阴离⼦，分⼦）的位置被性质相似的质点所占据，随着这些质点间相对数量的改变，只引起晶格参数和物化性质的规律，⽽不引起晶格类型（键性，晶体结构）的改变，这种现象为类质同象。

分类如下：
⼀，按相互替代的质⼦间可替代的程度不同
1.完全类质同象：只要外界条件允许下，质点间可以进⾏完全替代
2.不完全类质同象：在外界条件允许下，质点间的替代程度有限
⼆，按相互替代的质点间电价是否相同
1.等价类质同象
2. 异价类质同象
实现异价类质同象电荷平衡：①不等数替代————2Fe →3Fe
②成对替代————Al +Ca →Si +K
实现类质同象的条件：1.半径相似 2.性质相似 3.T ，P ，C（浓度）
﹤15% 可以产⽣完全类质同象对于半径相似满⾜（r⼤-r⼩）/r⼩=15%~40% 可以产⽣不完全类质同象
﹥40% 不能产⽣类质同象
对于T.P.C :T增加，有利于类质同象的产⽣；P增加，抑制类质同象的产⽣。

类质同象的研究意义：
①．了解矿物成分变化的原因②理解矿物物理变化的原因
③．判断晶体形成的条件④综合利⽤其中的微量元素
11、同质多象的概念、分类？
定义：化学成分相同的物质，在不同的物.化条件下结晶形成⼏种不同晶体结构的矿物。

同质多象的分类如下：
（⼀）按同质多象体间转变速度和难度不同划分
1.改选式转变：多象体间的结构差异很⼩，不需要破坏原有的键，
只改变邻近的配位，从⽽⼀种矿物变为另⼀种矿物。

2.重建式转变:变体间的结构差异很⼤，在转变的过程中，⾸先要破
坏原有的晶体结构（键性，配位数，堆积⽅式）才能建⽴新的结构。

12、矿物化学式的表⽰⽅法？
①实验式：表⽰矿物中各组分的数量⽐的化学式。

②晶体化学式：⽤⼀定的⽅式将矿物中各组分的晶体化学作⽤和矿物
的结构类型表达出来。

13、矿物的颜⾊及其分类？⾃⾊产⽣的原因？
矿物的颜⾊：矿物对⽩⾊可见光中不同波长的光线选择性的吸收后，透射和反射的各种波长可见光的混合⾊。

按矿物颜⾊成因分为：⾃⽣⾊，他⾊，假⾊
⾃⾊的成因：1.过渡型阳离⼦内部电⼦的跃迁
2.元素或离⼦间跃迁
3.能带间的电⼦跃迁（能带理论）
4.晶体结构缺陷造成电⼦的转移（⾊⼼）
14、矿物的条痕⾊、透明度、光泽的分类及其相互间的关系？矿物颜⾊，条痕，光泽和透明度的关系如下：
15、矿物的解理及其产⽣的原因？解理的分类？解理与裂理的区别？解理与断⼝之间的关系？
解理定义:矿物在外⼒的作⽤下，沿⼀定的结晶⽅向裂开成光滑的平⾯的性质，所得平⾯称为解理⾯。

解理的成因：1.⾯⽹间的间距⼤，联结⼒弱
2.⾯⽹间的键⼒为分⼦键
3.⾯⽹键的⾯⽹是同号离⼦组成
4.⾯⽹间是电性中和⾯⽹，既有异号离⼦吸引⼒，⼜有同号离⼦
间的排斥⼒
按获得解理⾯的难以易程度，解理⾯的厚度，解理⾯⼤⼩及光滑程度分类：1.极完全解理 2.完全解理 3.中等解理
4.不完全解理
5.极不完全解理
解理和裂理区别：裂理不是晶格本⾝薄弱⽅向破裂成平⾯的性质；裂理是杂质，包裹体，固溶体等组分在矿物结晶过程中沿某些结晶学⽅向上均匀规则排列，致使该⽅向成为⼒学薄弱⾯，受外⼒作⽤时表现出来的性质。

如果矿物中不存在定向缺陷，就
不具裂理。

解理与断⼝的关系：断⼝：矿物在外⼒作⽤下，破裂所形成凹凸不平的⾯。

断⼝与解理互为消长关系。

16、矿物的分类？
矿物的分类依据：1.矿物的化学成分2.矿物的晶体结构
详见课本148页，或笔记本。

17、为什么硫化物的光泽强（⾦刚-⾦属光泽）、⼀般硬度低、⽐重较⼤？试从本⼤类成分、晶体类型特点加以简单地解释。

答：硫化物的阴离⼦主要是，阳离⼦主要是铜型离⼦及靠近铜型离⼦⼀侧的过渡型离⼦。

堆积⽅式呈最紧密堆积；类质同象⼴泛，同质多象普遍；硫化物的化学键并⾮是典型的的离
⼦键或共价键，⽽具有离⼦键向共价键和⾦属键过渡的复杂性质。

由晶体化学特点决定，⼤多数硫化物呈⾦属⾊、⾦属光泽，如⽅铅矿、黄铁矿等；少数具⾦刚光泽，如⾠砂、雄黄等。

简单硫化物硬度低（＜4），如黄铜矿，⽽复硫化物硬度⾼
（5~6.5），如黄铁矿。

18、试对⽐氧化物与硫化物的成分（分别对⽐阴离⼦和阳离⼦的电价、半径、电负性、在氧化环境中变化）、晶格类型、物理性质和成因特点。

19、试⽐较不同离⼦类型的氧化物和氢氧化物在物理性质上的差异？
答：阳离⼦为惰性⽓体型离⼦的氧化物表现为⽆⾊或浅⾊，透明⾄半透明，以玻璃光泽为主；阳离⼦为过渡型离⼦或铜型离⼦的氧化物时颜⾊加深，半透明⾄不透明，⾦刚光泽，半⾦属光泽⾄⾦属光泽。

20、硅酸盐中的络阴离⼦基本形式？
①岛状洛阴离⼦：
②环状洛阴离⼦：
③链状洛阴离⼦：
④层状洛阴离⼦：
⑤架状洛阴离⼦：
21、为什么硅酸盐矿物的数量特多？试从地壳的组成分析。

答：氧和硅的克拉克值分别为46.6%和27.72%，是地壳中分布最⼴，含量最⾼的元素。

22、为什么硅酸盐种类特别繁多，性质⼜相差悬殊？试从其晶体构造特征分析。

23、为什么架状硅氧四⾯体⾻⼲中必须有铝代替硅才能形成架状硅酸盐？
答：
24、何谓铝在硅酸盐中的双重作⽤？什么因素影响双重作⽤？
25、是什么因素引起硅酸盐中同⼀族矿物在性质上有明显差异的现象？
26、何谓岛状硅酸盐矿物？本亚类矿物晶格中有哪⼏种硅氧⾻⼲？试写出其晶体化学式。

27、何谓粘⼟矿物？它们有哪些特殊的性质？
28、为什么在硅酸盐中架状硅酸盐矿物⽐重最⼩，但硬度教⼤？
29、斜长⽯中根据其中的钠长⽯和钙长⽯相对含量不同，可以分为哪⼏类长⽯？
30、架状硅酸盐中的Al3+起什么作⽤？
31、硅酸盐各亚类矿物的晶体结构与其形态和物理性质的关系？。