结晶学与矿物学PPT精品课程课件全册课件汇总
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结晶学及矿物学晶体的物性PPT课件
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磷光：矿物在外加能量的激发下
发光，当撤除激发源后，发光的 持续时间＞10-8秒；
• 而持续发光时间＜10-8秒的发光
称荧光。
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注意： 矿物的发光性与晶格中存在 微量杂质元素及因杂质而产生 的晶格缺陷有关。
§2 矿物的力学性质
•矿物的力学性质：矿物在外力(如敲打、挤压、拉引、 刻划等)作用下所表现出来的性质。
四、矿物的光泽
五、特殊光学效应 六、双折射和色散 七、矿物的发光性
一、矿物的颜色
•
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颜色： 矿物对入射的白色可见光
（390～770nm）中不同波长的光波
吸收后，透射和反射的各种波长 可见光的混合色。
电磁波谱
1）当矿物对各色光同等程度地均匀 吸收时，其所呈颜色取决于吸收程度： • ① 若均匀地全部吸收，矿物呈黑色；
•
1）鉴别矿物的主要依据 2）提供有关矿物的信息 3）广泛应用于国民经济中
§1 矿物晶体的光学性质
§2 矿物晶体的力学性质 §3 矿物晶体的其它物理性质
§1 矿物的光学性质
• 矿物的光学性质：矿物对可见光的反射、折射、吸收 等所表现出来的各种性质。
一、矿物的颜色 二、矿物的条痕 三、矿物的透明度
•
解理严格受晶体结构因素—— 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 原子晶格，各方向的化学键力
均等，解理面∥面网密度最大即d 最大的面网。
•
② 离子晶格，因静电作用，解理
沿由异号离子组成的、且 d大的 电性中和面网产生；或者，解理面 ∥两层同号离子层相邻的面网。
•
据矿物新鲜平滑的晶面、解理面 或磨光面上反光的强弱，配合矿物 的条痕和透明度，矿物的光泽分四个 等级：
结晶学与矿物学(课堂PPT)
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3
教材和参考书
教材
矿物学简明教程，戈定夷，地质出版社，1989
参考书
基础结晶学与矿物学，罗谷风，南京大学出版社，1993 结晶学及矿物学（上、下）， 潘兆橹，地质出版社，1993 结晶学及矿物学，赵珊茸，高等教育出版社，2004
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4
考试方式
平时成绩占20% (包括出勤、上课、作业和实验情
3.在地质专业中的地位：
重要的专业基础课、直接为后继课程—岩石学、 构造地质学、石油地质学等打基础。
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20
第一篇 几何结晶学基础
第一章 晶 体 的 基 本 性 质
一、表示晶体构造规律性的几何图形—空间格子 1．空间格子的概念
用以表示晶体内部质点排列的规律性。是从实 际晶体构造中抽象出来的一种由相当点排列而成的 几何图形。
结晶学与矿物学
Crystallography and Mineralogy
.
1
课前的话
课程说明 教材和参考书 考试方式 其他
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2
课程说明
课程名称: 结晶学与矿物学 Crystallography and Mineralogy
授课教师: 胡华、孟宪富 授课对象: 地质、资工、地化 总学时数: 地质44(28+16)；资工、地化40(28+12) 周学时数: 4 考查方式: 闭卷考试
.
18
绪论
三、矿物学和结晶学的概念及其学习意义
2.结晶学的内容：
研究晶体发生、生长、外部形态、内部结构及物
理性质的科学。早期主要研究对象是自然界中生长
的矿物晶体,为矿物学的一部分、到了十九世纪后半
叶，成为一门独立的科学，但仍然为矿物学中的重
结晶学与矿物学课件 1结晶学与矿物学__第一章_晶体及其性质
气体：扩散作用使质点作直线运动，不改变方向，
具有占据最大空间的运动趋势，稳定性差；
液体：流动作用使质点移动，所以其决定于容器的
形状；
非晶质体：质点运动类似晶体，质点处于振动状态，
且质点的相对移动极为困难。但时间加长，这种 运动可以显现出来，在温度较高时，这种运动更 为显著。
本章概要
1.晶体、非晶体 2.空间格子——抽象，难点 3.晶体6个基本性质
头接耳,关手机,作笔记。 总成绩=平时课堂表现30%+实验报告
20%+期末考试50%
第一篇 结晶学 Crystallography
第一章 晶体及结晶学
第一节 结晶学及其发展历史
对象：晶体 （生成和变化、外部形态几何规律、 内部结构、化学成分、物理性质）
地位：地球科学主干课程，专业基础课？
常林钻石
➢3.对称性
晶体相同的性质在不同方向或位 置上作有规律的重复。
宏观对称——晶体相同部位能够在不同的方
向或位置上有规律重复出现的特性，宏观 对称是晶体分类的基础。
微观结构对称——格子状构造本身就是质点
在三维空间呈周期性重复的体现，从这个 意义上说，所以的晶体都是对称的。
➢4 一定的熔点
晶体具有一定的熔点，晶体加热在熔点 温度开始熔化，直到晶体完全融化温度 才继续升高。
玻璃、蔗糖等非晶质则不具有固定的熔 点，熔化过程温度的变化为一条曲线；
➢5.最小内能性
相同热力学条件下，晶体与同种物质的非晶质 体、液体、气体状态相比较，其内能最小。
内能＝动能＋势能
动能——晶体内部质点在平衡点周围作无规则运动所决
定的，与T、P有关。
势能——质点间相互位置所决定的，与质点的排列有关。
具有占据最大空间的运动趋势，稳定性差；
液体：流动作用使质点移动，所以其决定于容器的
形状；
非晶质体：质点运动类似晶体，质点处于振动状态，
且质点的相对移动极为困难。但时间加长，这种 运动可以显现出来，在温度较高时，这种运动更 为显著。
本章概要
1.晶体、非晶体 2.空间格子——抽象，难点 3.晶体6个基本性质
头接耳,关手机,作笔记。 总成绩=平时课堂表现30%+实验报告
20%+期末考试50%
第一篇 结晶学 Crystallography
第一章 晶体及结晶学
第一节 结晶学及其发展历史
对象：晶体 （生成和变化、外部形态几何规律、 内部结构、化学成分、物理性质）
地位：地球科学主干课程，专业基础课？
常林钻石
➢3.对称性
晶体相同的性质在不同方向或位 置上作有规律的重复。
宏观对称——晶体相同部位能够在不同的方
向或位置上有规律重复出现的特性，宏观 对称是晶体分类的基础。
微观结构对称——格子状构造本身就是质点
在三维空间呈周期性重复的体现，从这个 意义上说，所以的晶体都是对称的。
➢4 一定的熔点
晶体具有一定的熔点，晶体加热在熔点 温度开始熔化，直到晶体完全融化温度 才继续升高。
玻璃、蔗糖等非晶质则不具有固定的熔 点，熔化过程温度的变化为一条曲线；
➢5.最小内能性
相同热力学条件下，晶体与同种物质的非晶质 体、液体、气体状态相比较，其内能最小。
内能＝动能＋势能
动能——晶体内部质点在平衡点周围作无规则运动所决
定的，与T、P有关。
势能——质点间相互位置所决定的，与质点的排列有关。
结晶学和矿物学课件-结晶矿物学综述
1
2
5
6
3
4
具 L4 4P 的平面点阵
单位平行六面体参数图解
单位平行六面体的三组棱长a、b、c及三者相互之间 的夹角α、β 、γ 是表征它们形状大小的一组参数， 称为平行六面体参数或晶格参数
βα γ
7-2 晶胞
晶胞：能充分反映整个晶体构造特征的最基本
结构单位。
晶胞参数（a、b、c、 α 、β 、γ ）
8-5. 类质同象 8-6. 同质多象 8-7. 有序和无序 8-8. 型变和多型
晶体化学 是研究单质或化合物中离子、分子或原子在晶体
内的分布规律，从而阐明化学成分与晶体结构以及与晶体的 物理性质、化学性质之间关系的分支学科。
1、等大球体的最紧密堆积
isometric spheriform closest packing
分子晶格的特点： 分子键的作用力是很弱的，所以分子晶格的晶
体一般熔点低，可压缩性大，热膨胀率大，导热率 小，硬度低，透明，不导电。
化学键和晶格类型
氢键与氢键晶格:
氢键：是一种由氢原子参与成键的特殊键型，其性质介 于共价键与分子键之间。氢键具有方向性和饱和性；其键强 虽比分子键强，但仍与一般分子键属于同一数量级。氢键主 要存在于一些氢氧化物、层状结构硅酸盐等矿物中。
离子，它们彼此间借助于在整个晶格内运动着的“ 自由电子”而相互维系，形成金属单质或金属互化 物。 金属晶格的特点：
由于金属键具自由电子，金属晶体为良导体， 不透明，高反射率，金属光泽。具高密度，硬度一 般较低。
化学键和晶格类型
分子键与分子晶格(molecular lattice):
在分子晶格中存在着真实的分子, 分子之间由范 德华力相维系；它们相互间的空间配置方式则主要 取决于分子本身的几何特征。
结晶学与矿物学通用课件
农业等领域。
03
盐
盐是一种非金属矿物，主要由氯化钠组成。它呈白色，具有晶体光泽。
盐是人类生活和工业生产的必需品，用于制造氯碱、纯碱、金属钠等化
学品，也用作调味品和防腐剂。
05
结晶学与矿物学的应用
结晶学在材料科学中的应用
晶体结构与性能关系
结晶学研究晶体的结构及其与性能的关系，为材料科学提供了晶 体设计、合成和优化的理论基础。
矿物加工技术 矿物学原理在矿物加工技术中得到应用，如浮选、 磁选、重选等选矿方法，以及矿石的破碎、磨矿、 筛分等工艺流程。
尾矿与废弃物资源化 矿物学研究有助于尾矿和废弃物中有用矿物的回 收和资源化利用，提高资源利用效率，减少环境 污染。
结晶学与矿物学在环境保护中的意义
环境矿物材料 结晶学与矿物学指导环境矿物材料的研制与应用，如吸附 剂、催化剂、环保陶瓷等，用于环境治理与保护。
结晶学与矿物学通用课件
CONTENTS
• 结晶学基础 • 晶体的结构与对称性 • 矿物学概述 • 常见矿物及其性质 • 结晶学与矿物学的应用 • 实验与实习指导
01
结晶学基础
结晶学定义与研究内容
定义
结晶学是研究晶体生成、结构及 其性质的科学。
研究内容
结晶学的研究内容包括晶体的生 成机理、晶体的内部结构、晶体 的物理和化学性质以及晶体的应 用等方面。
化学性质
包括与酸的反应、导电性、磁性等。
矿物的分类与命名
分类
按化学成分可分为元素矿物、硫化物矿物、氧化物和氢氧化 物矿物、卤化物矿物等；按晶体结构可分为离子晶体矿物、 原子晶体矿物、分子晶体矿物等。
命名
一般采用成分+性质/颜色/产地等方式进行命名，例如石英、 方解石、金刚石等。
结晶学与矿物学课件-绪论与矿物化学成分
的化學成分（1學時）
一 地殼的化學成分 1 豐度：地質體中的化學元素含量即為豐度。 2 克拉克值：地殼中化學元素的含量即為克
拉克值。 3 地殼中分布最廣的八種元素:詳見後一頁
的表格，前八種元素總量占99%，因此可以 說地殼主要是由這八種元素所組成。但人們 常要開採的重要礦產資源如：銅、鉛、鋅、 金、銀、鈾、鎢等礦產資源都不在此八元素 之列。
2 晶體化學式的書寫原則：
晶體化學式是最常用的，晶體化學式的書寫原則為： （1）陽離子在前，（絡）陰離子在後，絡陰離子用方括號，如石英SiO2、
方解石Ca[CO3] （2）對複化合物，陽離子按其鹼性由強到弱、價態由低到高排列，如白雲
石CaMg[CO3]2、磁鐵礦FeFe2O4（即Fe2+Fe3+2O4）。 （3）附加陰離子寫在陰離子和絡陰離子之後，如白雲母KAl2[（Si3Al）O10]
3 具有雙重性質的水：沸石水和層間水
4 吸附水：是指被機械地吸附於礦物顆粒表面及裂隙中，或滲 入到礦物集合體中的中性水分子。其不參與晶格中，不屬於 礦物的化學組成。礦物中的吸附水含量是不固定的，是隨環 境的溫度和濕度而變化，常壓下，在溫度為100~110℃條件下， 吸附水全部從礦物中逸出而不破壞礦物的結構。
是在各種地質作用中形成的天然單質或 化合物；具有一定的化學成分和內部結 構，從而有一定的形態、物理性質和化 學性質；它們在一定的地質和物理化學 條件下穩定存在；是岩石和礦石的基本 組成單位。
3 理解礦物定義的幾個關鍵：
①是在各種地質作用下形成的而非人工合成或天外來客；
②具有一定的化學成分，這些化學成分是以一定的內部 結構規律排列，而非雜亂無章的混合；
8 沸石水：主要存在於沸石簇礦物晶格中的寬 大的空腔和通道中的中性水分子，與其中的陽 離子結合成水合陽離子，與層間水性質相近， 沸石水也兼有吸附水和結構水的性質。
一 地殼的化學成分 1 豐度：地質體中的化學元素含量即為豐度。 2 克拉克值：地殼中化學元素的含量即為克
拉克值。 3 地殼中分布最廣的八種元素:詳見後一頁
的表格，前八種元素總量占99%，因此可以 說地殼主要是由這八種元素所組成。但人們 常要開採的重要礦產資源如：銅、鉛、鋅、 金、銀、鈾、鎢等礦產資源都不在此八元素 之列。
2 晶體化學式的書寫原則：
晶體化學式是最常用的，晶體化學式的書寫原則為： （1）陽離子在前，（絡）陰離子在後，絡陰離子用方括號，如石英SiO2、
方解石Ca[CO3] （2）對複化合物，陽離子按其鹼性由強到弱、價態由低到高排列，如白雲
石CaMg[CO3]2、磁鐵礦FeFe2O4（即Fe2+Fe3+2O4）。 （3）附加陰離子寫在陰離子和絡陰離子之後，如白雲母KAl2[（Si3Al）O10]
3 具有雙重性質的水：沸石水和層間水
4 吸附水：是指被機械地吸附於礦物顆粒表面及裂隙中，或滲 入到礦物集合體中的中性水分子。其不參與晶格中，不屬於 礦物的化學組成。礦物中的吸附水含量是不固定的，是隨環 境的溫度和濕度而變化，常壓下，在溫度為100~110℃條件下， 吸附水全部從礦物中逸出而不破壞礦物的結構。
是在各種地質作用中形成的天然單質或 化合物；具有一定的化學成分和內部結 構，從而有一定的形態、物理性質和化 學性質；它們在一定的地質和物理化學 條件下穩定存在；是岩石和礦石的基本 組成單位。
3 理解礦物定義的幾個關鍵：
①是在各種地質作用下形成的而非人工合成或天外來客；
②具有一定的化學成分，這些化學成分是以一定的內部 結構規律排列，而非雜亂無章的混合；
8 沸石水：主要存在於沸石簇礦物晶格中的寬 大的空腔和通道中的中性水分子，與其中的陽 離子結合成水合陽離子，與層間水性質相近， 沸石水也兼有吸附水和結構水的性質。
相关主题
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绪 论
一、矿物的概念
2.矿物的定义 矿物是指地质作用中形成的单质或化合物， 具有相对固定的化学成分，晶质矿物还具有确 定的内部结构，稳定于一定的物理化学条件，
是组成岩石和矿石的基本单元。
绪 论
二、晶体的概念
1.晶体
晶体是具格子构造的固体。
绪 论
二、晶体的概念
2．非晶质
内部质点不做格子状规则排列的物质叫作 非晶质。除气体和液体外，那些看起来是 固体，而内部质点不做格子状排列的物质， 如玻璃、松香等也是非晶质，应属过冷液 体，只有晶体才能称为真正的固体。
XX学院 XX 专业
结晶学与矿物学
【全套课件】
授课人：XX XX
课前的话
课程说明 教材和参考书 考试方式 其他
课程说明
课程名称: 结晶学与矿物学 Crystallography and Mineralogy
授课教师: 授课对象: 总学时数: 周学时数: 考查方式:
晶体与非晶体结构（ 平面）示意图
(a)晶体，（b）玻璃（非 晶体）
由图可见，晶体的内部结构中原子、离子是有规律排列的，具格子构造；非晶体的 内部结构是不规律的，不具格子构造。但是，非晶体的内部结构在很小的范围内也 具有某些有序性（如一个小红点周围分布着三个小蓝点），这种有序性与晶体结构 中的一样。我们将这种局部的有序称为近程规律，而在整个结构范围的有序称为远
胡华、孟宪富 地质、资工、地化 地质44(28+16)；资工、地化40(28+12) 4 闭卷考试
其他
准备一个作业本
我的办公地点:
地科院2楼地质系办公室 课程中有问题随时解决
绪 论
一、矿物的概念
1.理解要点
⑴ 一般认为矿物是在地壳中各种地质作用综合作用下形成的 天然单质或化合物。人工制作的、地球以外的应与之区别。 ⑵ 矿物绝大多数为固态无机物，少量是液态（自然汞、水等） 和气态（二氧化碳、水蒸气等）的，有机矿物较少（琥珀等）。 ⑶ 化学上均匀，具有相对固定的化学成分，可用化学式表示， 但可在一定范围内变化。 ⑷ 固体矿物绝大多数是晶质体，其内部的原子或离子作规律 的排列而具有一定的结构，少数“固态”矿物是非晶质的，其 内部原子或离子不作规律排列。 ⑸ 矿物不是固定不变的。
能高、不稳定，而晶态内能小、稳定。相反，晶体也可因内
部质点的规则排列遭到破坏而转化为非晶态，这个过程称为 非晶化（non—crystallizing）。非晶化一般需要外能，例如 一些含放射性元素矿物晶体，由于受放射性蜕变所发出的α 射线的作用，晶体遭到破坏而转变为非晶态。
3.准晶体
1984年在电子显微镜研究中，发现
时珍的医药专著《本草纲目》(1596年)全面可靠地描述了38 种药用矿物的成分、形态、性质、鉴定特征、产状、产地及
药用等；而战国时期(公元前475年—公元前221年)的《管子.
地数》中之“管子六条”则系最早揭示矿物共生的客观规律 及自然界中某些有用矿产的指示矿物，是成因矿物学 (genetic mineralogy)的萌芽思想之一。德国人阿格里科拉 (Georgius Agricola)在著作《论矿物的起源》(1556年)中 首先将矿物与岩石分开，并引入“矿物”这个名词。
第一章 晶 体 的 基 本 性 质
一、表示晶体构造规律性的几何图形—空间格子
⑴ 氯化铯的晶体构造 质点（Cl-、Cs+） 在晶体构造中的任 一方向上的相同部 分呈等间距、周期 性的重复出现，排 列成三度空间的立 体格子。
第一篇
几何结晶学基础
第一章 晶 体 的 基 本 性 质
一、表示晶体构造规律性的几何图形—空间格子
重要的专业基础课、直接为后继课程—岩石学、
构造地质学、石油地质学等打基础。
第一篇
几何结晶学基础
第一章 晶 体 的 基 本 性 质
一、表示晶体构造规律性的几何图形—空间格子 1．空间格子的概念
用以表示晶体内部质点排列的规律性。是从实
际晶体构造中抽象出来的一种由相当点排列而成的 几何图形。
第一篇
几何结晶学基础
了一种新的物态，其内部质点排列
具有远程规律，但没有平移周期，
即不具格子构造。左图就是一种具 有远程规律，但没有平移周期的图 形，这种物态是介于晶体与非晶体 之间的一种状态，人们称之为准晶 态或准晶体（quasicrystal）。
绪 论
三、矿物学和结晶学的概念及其学习意义
1.矿物学的内容：
研究矿物的化学成分、内部构造、外表形态、 物理性质及其相互关系，并阐述地壳中矿物的形成和 变化历史，探讨其时间和空间分布的规律及其实际用 途的科学。其研究的主要对象为地壳中产出的、无机 的、晶质矿物。
⑵ 相当点
为晶体构造中的一系列几何点，这些点周围 的环境是完全相同的，即各相当点在相同的方 向上隔相同的距离，有相同的质点分布。
第一篇
几何结晶学基础
程规律。显然，晶体既有近程规律也有远程规律，非晶体则只有近程规律。
液体的结构与非晶态结构相似，也只具有近程规律；在气体中无远程规律也无近程 规律。
晶体与非晶体在一璃，在漫长的地质年代中，其内部质 点进行着很缓慢的扩散、调整，趋于规则排列，即由非晶态 转化为晶态，这一过程称为晶化（crystallizing）或脱玻化 （devitrification）。晶化过程可以自发进行，因为非晶态内
绪 论
三、矿物学和结晶学的概念及其学习意义
2.结晶学的内容：
研究晶体发生、生长、外部形态、内部结构及物 理性质的科学。早期主要研究对象是自然界中生长
的矿物晶体,为矿物学的一部分、到了十九世纪后半
叶，成为一门独立的科学，但仍然为矿物学中的重
要组成部分。
绪 论
三、矿物学和结晶学的概念及其学习意义
3.在地质专业中的地位：
矿物学是一门很古老的学科，它的产生和发展是
人类长期生产实践的结果。早在我国史前的旧石
器时代，人们即开始认识了矿物和岩石，并用来
制作生产工具(石器)和装饰品。
古代人们用矿物作器具
世界上比较系统描述矿物原料的最早著作应首推我国春秋末 战国初(即公元前475年)的《山海经》，比西方的《似金属
论》、《石头论》等问世要早得多，且内容更丰富。明代李