晶体化学(结晶学与矿物学)
《结晶学与矿物学》课程笔记
《结晶学与矿物学》课程笔记第一章：晶体及结晶学一、引言1. 晶体的定义- 晶体是一种固体物质，其内部原子、离子或分子在三维空间内按照一定的规律周期性重复排列，形成具有长程有序结构的物质。
- 晶体的特点是在宏观上表现出明确的几何外形和物理性质的各向异性。
2. 结晶学的定义- 结晶学是研究晶体的形态、结构、性质、生长和应用的科学。
- 它是固体物理学、化学和材料科学的一个重要分支。
3. 晶体与非晶体的区别- 晶体：具有规则的内部结构和外部几何形态，物理性质各向异性。
- 非晶体（如玻璃）：内部结构无规则，没有长程有序，物理性质各向同性。
二、晶体的基本特征1. 几何外形- 晶体通常具有规则的几何外形，如立方体、六方柱、四方锥等。
- 几何外形是由晶体的内部结构决定的。
2. 晶面、晶棱和晶角- 晶面：晶体上平滑的平面，由晶体内部的原子平面构成。
- 晶棱：晶面的交线，由晶体内部的原子线构成。
- 晶角：晶棱之间的夹角，由晶体内部的原子角构成。
3. 晶面指数、晶棱指数和晶角指数- 晶面指数：用来表示晶面在晶体中的位置和方向的符号。
- 晶棱指数：用来表示晶棱在晶体中的位置和方向的符号。
- 晶角指数：用来表示晶角的大小和方向的符号。
4. 物理性质各向异性- 晶体的物理性质（如电导率、热导率、折射率等）随方向的不同而变化。
- 这是因为晶体内部原子的排列在不同方向上有所不同。
三、晶体的分类1. 天然晶体与人工晶体- 天然晶体：在自然界中形成的晶体，如矿物、岩石等。
- 人工晶体：通过人工方法在实验室或工业生产中制备的晶体。
2. 单晶体与多晶体- 单晶体：整个晶体内部原子排列规则一致，具有单一的晶格结构。
- 多晶体：由许多小晶体（晶粒）组成的晶体，晶粒之间排列无序。
3. 完整晶体与缺陷晶体- 完整晶体：内部结构完美，没有缺陷的晶体。
- 缺陷晶体：内部存在点缺陷、线缺陷、面缺陷等结构缺陷的晶体。
四、晶体的生长1. 晶体生长的基本过程- 成核：晶体生长的起始阶段，形成晶体的核。
结晶学和矿物学模拟题_24
《结晶学与矿物学》模拟题（补）一．名词解释1．矿物：地壳天然产物；有一定化学成分、晶体结构和形态物性，相对稳定的单质和化合物；是组成岩石和矿石的基本单位；2．晶体化学：晶体化学成分与晶体结构的关系。
3．同质多象变体：成分相同而结构不同的晶体4．含氧盐：各种含氧酸的络阴离子与金属阳离子所组成的盐类化合物。
5．晶格类型：根据化学键划分的晶体结构类型，有离子、原子、金属、分子晶格等。
6．晶体习性：晶体常出现的单形；单体在三维空间发育的程度及自形程度。
7．矿物的假象：经交代或溶解再充填作用，新矿物保留原矿物外形的现象。
8．同质多象：化学成分相同的物质，具有不同晶体结构的现象。
9．整数定律：晶面在晶轴上截距系数之比是简单的整数比10．晶簇的几何淘汰律：垂直或接近垂直基底的晶芽能得到良好发育和保存，其他方向的晶芽常被排挤和淘汰。
11．晶面花纹：晶体在生长或溶蚀过程留在晶面上的、各种形态和微形貌。
12．间层矿物（或混层矿物）：两种以上层状硅酸盐矿物的晶片沿轴方向堆砌而成的多矿物集合体二．判断题1．聚形纹只能出现在晶面上。
（√）2．晕色是透明矿物表面呈现的一种假色。
（√）3．矿物的结晶水是可自由进出矿物的结构而不破坏晶格的水。
（×）4．矿物特殊光泽的产生与该矿物表面性质及集合方式有关。
（√）5．同质多象的每个变体都是独立的矿物种。
（√）6．矿物多型都是独立的矿物种。
（×）7．内部结构为左旋（31）的石英，外形表现为左形晶。
（×）8．结核体形成方式是围绕一个中心自内向外生长而成。
（√）9．辉锑矿解理面上的横纹和纵纹都是聚片双晶纹。
（×）10．与晶轴的截距分别为2a、6b、3c的晶面符号为（263）。
（×）11．蛇纹石Mg3[Si4O10](OH)2属三八面体型层状硅酸盐矿物。
（√）12．叶蜡石Al2[Si4O10](OH)2属二八面体型层状硅酸盐矿物。
（√）13．钠钙长石系列是个完全类质同象系列。
结晶学与矿物学复习 要点
1.矿物：是有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相对稳定的天然结晶态的单质或化合物，他们是岩石和矿物的基本在组成单位。
2.晶体：是内部质点在三维空间周期性地重复排列构成的固体物质。
晶体是具有各自构造的固体。
3.晶格常数：XYZ3根茎轴晶方向上的行列上的结点间距分别表示为ao、bo、co称为轴长；三根晶轴正端之间夹角α、β、γ，称为轴角，轴长和轴角统称晶格常数。
4.晶体常数：从晶体宏观形态定不出轴长，只能根据对称特点定出ao、bo、co这一比例称为轴率，轴率和轴角统称晶体常数。
5.面角守恒定律：同种矿物的晶体，其对应间的角面守恒。
6.面角:是指晶面法线间的夹角，其数值等于相应晶面间实际夹角的补角7.对称面:是一假想的平面，亦称镜面，相应的对称操作作为对此平面的反映，他将图形平分为互为镜面的两个相等的部分8.对称心:是一假想的点，所对应的对称操作为反伸，通过该点做任意直线，则在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9.旋转反伸轴:是一假象直线，。
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，即所对应得操作是旋转与反伸的复合操作10.单形:是由对称要素联系起来的一组晶面的组合11.聚形:两个或两个以上单形聚合在一起的一组晶面的组合12.单位面:为过ao，bo，co的面13.轴率:从晶体宏观形态是定不出轴长的，只能根据对称特点定出aoboco这一比例称为轴率14.米氏符号:将晶面指数按顺序连写，并置于小括号内，写成（）的形式，此（）就是国际上通用的晶面符号~米氏符号15.单形符号:将晶面指数放在大括号中表示单形符号16.晶面条纹:是由于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，也称聚形条纹17.矿物颜色:是矿物对入射得白色可见光中不同波长的光波吸收后，透射和反射的各种波长的可见光的混合色18.条痕色:是矿物粉沫的颜色，通常是指矿物在白色无釉瓷板上擦划所留下的粉末颜色19.光泽:是矿物表面对可见光的反射能力20.解理:矿物的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的固有特性称为解理21.硬度:是一种刻画硬度，它是以十种具有不同硬度的矿物作为标准，构成莫氏硬度计，其他矿物硬度是与莫氏硬度计中的标准矿物相比较来确定。
结晶学与矿物学基本知识
结晶学与矿物学基本知识第一篇几何结晶学结晶学与矿物学基本知识基础1. 矿物是自然作用中形成的天然固态单质或化合物，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。
2. 晶体的定义：晶体是具格子构造的固体。
3. 结晶学是研究晶体的发生、生长、外部形态、内部结构及物理性质的科学。
4. 空间格子：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。
5. 空间格子有以下几个要素：结点、行列、面网、平行六边形。
面网密度上单位面积内的结点数目称为网面密度。
互相平行的相邻两面网之间的垂直距离称为面网间距。
面网密度大的，面网间距大。
6. 科塞尔原理：晶面生长的过程应该是先长完一条行列，然后再长相邻的行列；长满一层面网然后开始长第二层面网。
晶面（晶体的最外层的面网）是平行地向外推移的。
这就是科塞尔原理。
7. 布拉维法则：生长速度大的晶面在晶体生长过程中逐渐缩小，甚至消失；而生长速度小的晶面在生长过程中扩大了，最后在保留在晶体上。
8. 成分和构造相同的所有晶体，其对应晶面间的夹角恒等，这一规律称为面角恒等定律。
8. 晶体的基本性质：自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能与稳定性。
均一性：因为晶体是具格子构造的固体，同一晶体的各个部分质点的分布相同的，所以同一晶体的各部分的性质是一样的，这就是晶体的均一性。
异向性：同一格子中，不同的方向上质点的排列一般是不相同的，晶体的性质也随方向的不同而有所差异，这就是晶体的异向性。
9. 晶体具有对称性，这表现在晶体外形上是相等的晶面、晶棱和角顶有规律的重复出现。
10. 晶体的对称有以下特点：1）所有晶体都是对称的2）晶体的对称受格子构造的严格控制，即晶体对称的有限性3）晶体的对称不仅表现在外部形态上，而且表现在性质上。
11. 晶体对称不同于其他物体的对称：在于晶体是具有格子构造的固体，它的对称具有表里一致性，即晶体的对称不仅表现在外部形态上（宏观的），而且其内部构造（微观的）也是对称的。
结晶学与矿物学-晶体化学简介
• 对于离子键晶体，我们将半径较大的阴 离子视为等大球最紧密堆积，半径较小的 阳离子充填到空隙中，因此，在等大球最 紧密堆积结构中，阳离子的配位多面体为 四面体或八面体，配位数为4或6。
• 对于金属键晶体，可视为同种金属原子 的等大球最紧密堆积，空隙中并不充填原 子；因此，原子的配位数为12，配位多 面体为立方八面体。
球体的最紧密堆积： 1）等大球体的最紧密堆积 2）不等大球体的紧密堆积
（一）等大球体的最紧密堆积
1．最紧密堆积的方式 矿物晶体结构中最基本、最常见的最紧 密堆积方式只有 2种：
六方最紧密堆积（ hexagonal closest packing ）（HCP）
立方最紧密堆积（cubic closest packing） （CCP）
第十章 晶体化学简介
化学成分 晶体结构 化学键
形态 物理性质
晶体化学
是研究晶体的结构与晶体的化学 组成及其性质之间的相互关系和规 律的分支学科。
在第七章中我们研究过晶体内部结 构的对称性，是将晶体内的所有质点按 几何点来考虑的。本章的内容要将晶体 内部质点作为原子、离子来考虑。
晶体化学研究内容
注意：
⑴ 八面体空隙比四面体空隙要大。
⑵ 不论何种最紧密堆积，每一个球体的周 围 都总共有6个八面体空隙和 8个四面体 空隙。
⑶ 当有n个等大球体作最紧密堆积时，即 必定共有 n 个 八面体空隙和 2n 个 四面体 空隙。
小结
1）自然金属矿物（单质）的晶体结构，常表 现为金属原子作等大球体的最紧密堆积。 2）离子化合物的晶体结构中，则往往是半径 大的阴离子作最紧密或近于最紧密堆积，半径 小的阳离子充填在其空隙之中。
四、化学键与晶格类型
离子晶格：离子键，可作为球体来研究，一般遵循 最紧密堆积原理。鲍林法则对离子晶格做了全面的 阐述（见动画演示）。
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。
结晶学及矿物学
结晶学及矿物学结晶学和矿物学是自然科学中重要的分支，在地质学、化学、物理学、工程学等方面都有重要的应用。
那么，什么是结晶学和矿物学呢？一、结晶学结晶学研究晶体的结构、形态、成因、晶界、磁性等方面的问题。
晶体是同种物质经过化学反应和物理变化而形成的，其结构及特性受到成矿条件等因素影响。
晶体的成长受到温度、压力、溶液中物质的浓度、饱和度、溶解度等因素的影响，并且晶体的成长过程还受到表面张力、形态学因素、化学反应、电场和磁场等多种因素的影响。
结晶学早期主要是制定种类多样、特性复杂的晶体系统、晶体学理论和晶体学工艺学规律，并探讨晶体与物质世界中其他现象（如光、电、磁、力等）之间的关系，以及它的应用领域包括传感器、半导体、生物等。
二、矿物学矿物学是研究矿物的性质、成因、结构、分类、分布、利用等问题的学科。
矿物是自然界中的无机化合物和元素的矿物或矿物凝聚体。
矿物的成因与地质学密切相关，同时与生物和化学等多方面有关。
在矿物学中，研究的主要问题有矿物的物理、化学和结构特性，以及矿物的成因、分类、分布、利用等。
矿物学的研究对象除了矿物本身，还包括自然界中的各种矿物形态和组成等问题，被广泛应用于矿产资源勘查、地质勘探、环境保护等领域。
此外，矿物学还被应用于冶金、建筑材料等领域，对经济以及社会发展至关重要。
结晶学和矿物学的研究领域虽然有所不同，但两者常常交叉应用。
例如，在研究晶体成长时，研究人员可以使用矿物学中的分析方法来分析晶体中所含有的矿物成分，同时对同一种矿物的晶体形态进行研究也可以使用结晶学的研究方法。
总之，结晶学和矿物学的研究对于科学技术的发展和人类的生产生活起到了非常重要的作用。
我们应该积极关注和支持这两个学科的发展，不断推动其应用和卓越性的发展。
结晶学与矿物学试题及知识点
结晶学与矿物学试题及答案一、 填空1、晶体是具有（ 格子构造 ）的固体。
2、晶体中存在（ 32，3，7 ）种对称型。
3、单形符号｛100｝在等轴中代表（ 立方体，四方柱，平行双面 ）单形。
4、矿物晶体在外力作用下，沿一定的结晶方向破裂成一系列光滑平面的固有特性称为（ 解理 ）；不依一定的结晶方向破裂而形成各种不平整的断面，称为（ 断口 ）。
5、按晶体化学的分类原则，矿物可分为自然元素、（ 硫化物及类似化合物 ）、氧化物及氢氧化物、（ 含氧盐 ）和卤化物等大类。
6、某矿物的晶体化学式为Mg 3［Si 4O 10］(OH)2，应属（ 含氧盐、硅酸盐 ）大类、（ 层状硅酸盐 ）类的矿物。
7、方铅矿和方解石的晶体化学式分别为（ PbS,SiO 2 ）和（ Ca[CO 3]）。
8、铝在硅酸盐中起着双重作用，它可以呈四次配位，形成（ 铝硅酸盐 ）；它也可以呈六次配位，形成（ 铝的硅酸盐 ）。
9、钻石的矿物名称为（ 金刚石 ），红宝石的矿物名称为（ 刚玉，绿柱石 ）。
10、层状硅酸盐矿物中，其结构单元层主要类型分为（ TO ）型和（ TOT ）型。
二、 判断对错（正确的划“√” ，错误的划“×” ）1、晶体必须具有规则的几何多面体形态。
（ 错 ）2、具有对称面的晶体，其晶面数目必然是偶数。
（ 对 ）3、四方柱单形和八面体单形可以组成聚形。
（ 错 ）4、一个金属光泽的矿物是透明的。
（ 错 ）5、金刚石和石墨是同质多像变体。
（ 对 ）6、黑云母的黑色是自色。
（ 对 ）7、配位多面体为八面体，其中心阳离子的配位数为8。
（ 错 ）8、褐铁矿是一个矿物种的名称。
（ 错 ）9、层间水存在层状硅酸盐矿物的结构单元层之间。
（ 对 ）10、萤石矿物具有｛111｝三组完全解理。
（ 错 ）三、 选择填空（单选）1、晶体的面角是指（ B ）。
A.．晶面间的夹角 B ．晶面法线间的夹角 B ．晶棱间的夹角2、同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件下，形成不同结构晶体的现象，称为（ B ）。
结晶学及矿物学 绪论
结晶学：以晶体为研究对象，主要研究晶体的对称 规律。研究的是晶体的共同规律，不涉及到具体的晶 体种类。 特点：空间性、抽象性、逻辑性、共性 与后续矿物学形成明显的对比： 矿物学: 矿物晶体为研究对象，主要研究各具体矿 物晶体的成分、结构、物理性质、成因特点等。 特点：经验性、感性、具体性、归纳分类性、个性 学时：理论45学时，实验15学时。
1. 空间格子的导出 2. 空间格子的基本要素
1. 空间格子的导出
以氯化铯(CsCl)(图1-6)为例，在结构中任 取一个点，这个点可以是Cl-或Cs+的中心，也可以 是结构中的任意一点，然后按照平移重复的规律 （重复方向、距离、周期），把所有的这样的点都 找出来，就构成了空间点阵。 定义：一系列在三维空间成周期性平移重复分布的 几何点就构成了空间点阵。点阵中的点都是相当点 或等同点（定义见书p5）称为结点或阵点。(图) 如果用三组不共面的直线把结点连接起来，就 形成了平行六面体格子状的空间格子(图1-8)。
3.各向异性
★异向性：同一晶体不同方向具有 不同的物理性质。例如： 蓝晶石 的不同方向上硬度不同；解理 (图)；刻划硬度；多面体形态。 非晶质体一般是各向同性的 思考： 均一性与异向性有矛盾吗？ 异向性与自限性有什么联系?
四、晶体的基本性质
晶体的基本性质是指：为一切晶体所共有，并能
以此与其它状态的物质相区别的性质。都是由晶体
的格子构造所决定的，可以用晶体所共同遵循的空 间格子规律予以阐明。
1. 自限性(自范性)
4. 对称性 5. 最小内能性 6. 稳定性
2. (结晶)均一性
3. 各向异性
1.自限性（自范性）
★自限性: 晶体能够自发地生长成封闭的规则的凸几 何多面体形态的特性。多面体上的平面称为晶面， 晶面的交棱称为晶棱，不同晶棱的交点称为角顶。 面平棱直角尖(图)。实际晶体往往并不表现出此种 外形，这是由于生长时受到空间限制，长成后环境 影响所造成的。但不说明这些 晶体没有自发地成长为几何多 面体的能力，若条件许可，让 其继续生长，还是可以自发地 形成规则的几何多面体。所以 ，从本质上将，晶体的自限性 并不存在任何例外。
结晶学与矿物学名词解释
结矿名词解释1、晶体：具有格子状构造的固体2、矿物：指地质作用中形成的天然单质和化合物，具有相对固定的化学成分和内部结构，稳定于一定的物理化学条件，是构成岩石和矿石的基本单元3、矿物学：是研究矿物的化学成分、内部结构、外表形态、物理性质及其相互关系，并阐明地壳中矿物的形成和变化历史，探讨其时间和空间分布规律及其实际用途的科学4、相当点（晶体结构中的相当点）：晶体结构中性质相同、环境相同的几何点。
5、空间格子：由相当点构成的几何图形。
6、网面密度：面网上单位面积的结点数目。
7、网面间距：互相平行的相邻两网面之间的垂直距离。
8、晶格的均一性和异向性：同一晶体的各个部分质点的分布相同，故性质相同是晶体的均一性；同一晶体的不同方向上质点的排列一般不同，故晶体的性质也随方向的不同而有所差异就是晶格的异向性。
9、科塞尔原理：晶体生长过程中，晶面（晶体的最外层面网）是平行向外推移生长的。
10、布拉维法则：实际晶体的晶面是那些网面密度大的晶面。
11、面角恒等定律：成分和结构相同的晶体，其对应晶面间夹角恒等。
12、歪晶：晶体生长时，受外界条件影响而不能按其格子状构造生长，从而形成的偏离理想形态的晶形。
13、晶体的带状构造：晶体的断面上有时可见到的因成分和物理性质差异而表现出来的互相平行的条带，它是晶体生长的科塞尔原理的证据。
14、生长锥：晶体由小长大，许多晶面向外平行推移的轨迹所形成的以晶体中心为顶点的锥状体。
15、非晶质体：内部质点不作格子状排列的物质。
16、晶胞与平行六面体：由三对平行而且相等的面构成的多面体称为平行六面体，它是空间格子的最小单位。
而在实际晶体结构中这样划分出来的最小单位就是晶胞。
17、面角：指晶面法线之间的夹角。
18、晶面的极距角（ρ）和晶面的方位角（φ）：它们是在晶体的球面投影中，确定晶面的球面投影点（极点）位置的球面坐标。
投影轴与晶面法线之间的夹角，即极点与北极N 之间的弧角称为晶面的极距角（ρ），而包含该晶面法线的子午面与零度子午面之间的夹角则称为晶面的方位角（φ）。
结晶学及矿物学总结
结晶学及矿物学总结第一章晶体与结晶学1、晶体、非晶质体和准晶体概念2、空间格子及其要素的概念3、晶体的基本性质4、布拉维法则和面角恒等定律第二章晶体的投影1、晶体的极射赤平投影原理2、熟练晶体的目估极射赤平投影第三章晶体的宏观对称1、如何从模型上找对称要素2、掌握三个主要的组合定理（1）Ln × P(‖) → Ln n P（2）Ln × L2（⊥）→ Ln n L2（3）Ln × C = Ln ×P（⊥）→ LnPC （n为偶数）3、掌握11种常见对称型及对晶体进行分类（晶族晶系的划分）低级晶族：C 、L2PC 、3L23PC中级晶族：L44L25PC、L33L2 、L33L23PC、L33P、L66L27PC高级晶族：3L24L33PC、3L44L36L29PC、3L44L36L2第四章单形和聚形1、单形的概念及掌握17种常见单形低级晶族（3）：平行双面、斜方柱、斜方双锥中级晶族（10）：三方柱、四方柱、六方柱三方双锥、四方双锥、六方双锥、菱面体、复三方偏三角面体高级晶族（6）：四面体、八面体、四角三八面体、立方体、五角十二面体、菱形十二面体2、聚形的概念及进行聚形分析只有属于同一对称型的单形才能聚合。
第五章晶体定向及结晶符号1、各晶系晶体定向的原则及晶体常数特点2、三轴、四轴晶体如何确定晶面和单形符号（hkl ）（hkil ）｛hkl｝｛hkil｝3、熟练投影第六章晶体化学1、最紧密堆积原理：六方最紧密堆积（即ABAB……堆积）立方最紧密堆积（即ABCABC……堆积）主要空隙类型：四面体空隙和八面体空隙2、配位数及配位多面体概念3、了解化学键和晶格类型4、何谓类质同像概念、类型及影响类质同像因素5、同质多像概念、有几种同质多像转变类型6、有序结构和无序结构概念7、型变（晶变）概念8、多型概念、解释多型符号的含义第七章矿物的成分1、矿物中水的存在形式有几种？解释各自的含义？第八章矿物的形态1、晶体习性概念及分类2、矿物的双晶及其分类（教材P137）3、如何从集合体中区别个体第九章矿物的物理性质1、矿物的颜色、条痕色、光泽及透明度之间有何关系2、自色、假色、他色的区别3、解理概念及如何区分晶面与解理面4、断口和裂开概念，解理和裂开如何区别5、硬度、比重（相对密度）、磁性的分级第十章矿物的分类1、矿物的晶体化学的分类原则，分为哪几大类2、矿物种的概念3、掌握常见矿物的化学式第十一章自然元素矿物1、自然元素矿物分为几类2、自然金属元素矿物的物理性质有哪些特点3、哪些矿物具同质多象变体和多型变体4、金刚石、石墨、自然金的主要鉴定特征第十二章硫化物及其类似化合物矿物1、分为哪几类，有何特点2、硫化物矿物的形态及物理性质特点3、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿的主要鉴定特征4、如何区别下列矿物（1）方铅矿—闪锌矿（2）黄铜矿—黄铁矿（3）石墨—辉钼矿第十三章氧化物和氢氧化物矿物1、分为哪几类，有何特点2、本大类矿物的形态及物理性质特点3、金属氧化物矿物与金属硫化物矿物在形态、物性方面的差异4、金红石、石英、刚玉、赤铁矿、磁铁矿、铬铁矿—黑钨矿的主要鉴定特征5、如何区别下列矿物（1）金红石—锡石（2）磁铁矿—铬铁矿—黑钨矿6、刚玉矿物的主要宝石亚种矿物名称第十四章卤化物矿物1、萤石矿物的主要鉴定特征第十五章含氧盐大类—硅酸盐矿物1、硅氧骨干的类型和特点、络阴离子表达式及分类2、桥式氧和非桥式氧概念3、铝在硅酸盐矿物中的作用，并举例说明第一亚类岛状、环状结构硅酸盐矿物1、岛状、环状硅酸盐矿物的形态及物理性质2、石榴石族矿物分为哪几个系列，各个系列分别包括哪些矿物3、哪些矿物是典型的变质矿物4、绿柱石、橄榄石、电气石的宝石矿物亚种名称5、石榴石、橄榄石、红柱石、蓝晶石、黄玉、绿柱石、电气石的主要鉴定特征6、如何区别下列矿物（1）块状石英—块状黄玉（2）橄榄石—绿帘石第二亚类链状结构硅酸盐矿物1、辉石族与角闪石族矿物的形态及物理性质异同点（结构、成分、形态、物理性质等）2、辉石族与角闪石族矿物解理产生的原因3、普通辉石、透辉石、普通角闪石、硅灰石的主要鉴定特征第三亚类层状结构硅酸盐矿物1、层状硅酸盐矿物的形态及物理性质2、四面体片和八面体片概念3、三八面体型结构和二八面体型结构概念，举例说明？4、结构单元层概念、结构单元层有那两种基本类型5、层间域概念，层状硅酸盐矿物有那四种结构类型6、云母族矿物、滑石、蛇纹石的主要鉴定特征第四亚类架状结构硅酸盐矿物1、长石族矿物的形态及物理性质？2、架状硅酸盐矿物为何一定是铝硅酸盐矿物3、长石族矿物分为那两个亚族、各包括那些矿物种4、如何区别正长石、微斜长石、斜长石（双晶、解理、颜色、产状）第十六章含氧盐大类—其它含氧盐矿物1、碳酸盐矿物的型变特征2、硫酸盐矿物中水的存在形式和金属阳离子的关系3、碳酸酸盐、硫酸盐矿物的形态及物理性质特征4、方解石、白云石、菱镁矿、重晶石、石膏、磷灰石的主要鉴定特征5、如何区别下列下列矿物：1）方解石—白云石—菱镁矿；2）方解石—重晶石；3）方解石—萤石；4）磷灰石—绿柱石思考题1、晶体、非晶质体和准晶体的概念？2、空间格子、结点、行列、面网、平行六面体的概念？3、晶体有几种基本性质？简述其各自含义？4、何谓面角恒等定律？5、具有对称中心的晶体，其晶面数目是奇数还是偶数？为什么？6、根据对称要素组合定理，写出下列对称型：1）L2×P(‖)= ; 2)L3×L2（⊥）=; 3)L4×P(‖)×P（⊥）=7、L6与P共同存在于一个晶体中，试问该晶体可能出现的对称型？8、区别下列单形：a三方双锥菱面体三方偏方面体b斜方双锥四方双锥八面体9、为什么说只有属于同一对称型的单形才能形成聚形？10、四方柱与斜方双锥，四方柱与八面体，斜方柱与四方双锥能否组成聚形？为什么？11、单斜晶系晶体定向时，为什么必须选L2 或P的法线方向为Y轴？12、在单斜晶系中，（010）与（001），（100）与（010），（001）与（100）相互间的夹角如何？13、单形符号{100}、{110}、{111}在等轴、四方、斜方、单斜、三斜晶系中各代表何种常见单形？14、单形符号{100}、{110}、{111}在3L24L33PC及{1011}、{1120}在L66L27PC对称型中各代表何种常见单形？有几组相互平行的晶面，交角如何？15、等大球体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？16、何谓配位数及配位多面体？举例说明？17、何谓类质同像和类质同像混晶？简述其类型及影响类质同像因素？研究意义是什么？18、举例说明什么是同质多像？有几种同质多像转变类型？19、3R石墨转变金刚石属何同质多像转变类型？20、什么叫有序结构和无序结构？并举例说明？与矿物形成时的温度有何关系？21、什么叫型变（晶变）现象？22、什么叫多型，解释多型符号的含义？多型与同质多像有何联系和区别？23、何谓化学计量矿物和非化学计量矿物？24、何谓胶体矿物？其主要特性有那些？25、矿物中的水存在形式有几种？解释各自的含义？并举例说明？26、如何书写矿物的晶体化学式？27、鲕状集合体中的鲕粒能描述为球状个体吗？为什么？28、矿物的颜色、条痕色、光泽及透明度之间有何关系？29、为什么矿物的条痕色比其颜色稳定？30、下面的描述是否正确：1)黑色、玻璃光泽的矿物是不透明的；2）金属光泽的矿物是半透明的。
《结晶学与矿物学》复习要点
结晶学一、全然不雅点：1.晶体〔crystal〕的不雅点：外部质点在三维空间周期性反复陈列形成的固体物资。
这种质点在三维空间周期性地反复陈列称为格子结构，因而晶体是存在格子结构的固体。
2对称型〔classofsymmetry〕晶体微不雅对称因素之组合。
〔点群，pointgroup〕3.空间群：一个晶体结构中，其全体对称因素的总跟。
也称费德洛夫群或圣佛利斯群。
4.单形〔Simpleform〕：一个晶体中，相互间能对称反复的一组晶面的组合。
即能借助于对称型之全体对称因素的感化而互相联络起来的一组晶面的组合。
5.双晶：两个以上的同种晶体，相互间按必定的对称关联互相取向而构成的规那么连生晶体。
6.平行六面体：空间格子中按必定的原那么分别出来的最小反复单位称为平行六面体。
是晶体外部空间格子的最小反复单位，是由六个两两平行且相称的面网构成。
7.晶胞：能充沛反应全部晶体结构特点的最小结构单位，其形状巨细与对应的单位平行六面体完整分歧。
8．类质同像：晶体结构中某种质点为性子相似的他种质点所替换，独特结晶成平均的单一相的混杂晶体，而能坚持其键性跟结构型式稳定，仅晶格常数跟性子略有改动。
9.同质多像：化学身分一样的物资，在差别的物理化学前提下，形成结构差别的假设干种晶体的景象。
10.多型：一种元素或化合物以两种或两种以下层状结构存在的景象。
这些晶体结构的结构单位层全然上是一样的，只是它们的叠置次第有所差别。
二、晶体的6个全然性子1、均一性〔homogeneity〕：统一晶体的任一部位的物理跟化学性子性子基本上一样的。
2、自限性〔propertyofself-confinement〕：晶体在自在空间中成长时，能自发地形成封锁的凸多少何多面体形状。
3.异向性〔各向异性〕异向性(anisotropy)：晶体的性子随偏向的差别而有所差别。
4.对称性〔propertyofsymmetry〕：晶体的一样局部〔如形状上的一样晶面、晶棱或角顶，外部结构中的一样面网、行列或质点等〕或性子，能够在差别的偏向或位置上有法则地反复出现。
(完整版)结晶学与矿物学
湖北省高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：结晶学和矿物学课程代码：08926第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点“结晶学及矿物学”是地质、材料、珠宝等专业的专业基础课。
该课程的性质特点是：理论性强，同时又具有实践性。
在“结晶学”中,空间抽象概念多,因此理性思维很重要，但又要通过实践来建立空间概念；在“矿物学”中，各矿物具体特征多，因此归纳类比思维很重要,同时要通过实践认识矿物的各种物理现象及其内在联系.二、课程目标与基本要求结晶学目标：掌握有关晶体对称的基础理论,基本要求：学会从晶体的宏观形态分析晶体的对称及晶体定向、单形名称及符号；矿物学目标：掌握矿物成分、结构、形态、物性、成因、用途的基础知识及其它们之间的相互联系,重点掌握三十种左右常见矿物的鉴定特征，基本要求：掌握肉眼鉴定矿物的技能,学会对一些矿物物理现象进行成因理论分析。
三、与本专业其他课程的关系该课程是专业基础课.该课程以“数学”“物理”“化学”“普通地质学”课程为基础,该课程又是后续的“岩石学”“宝石学”等的基础。
第二部分考核内容与考核目标第一单元结晶学（第一章～第十章)第一章晶体及结晶学（一）重点：深入理解晶体的定义,理解晶体的基本性质。
识记：晶体的概念；理解：晶体概念中格子构造的含义；应用：从晶体结构中画出空间格子的方法。
识记:晶体的六大基本性质；理解：晶体基本性质与格子构造的关系；应用:从格子构造分析某一基本性质的成因。
(二）次重点：理解空间格子要素及其性质。
识记:结点、行列、面网、最小平行六面体的概念；理解：相互平行的行列、面网上结点间距的关系，面网间距与面网密度的关系；应用：最小平行六面体的形状与晶胞参数的关系。
第二章晶体的测量与投影（一）重点：面角守恒定律及其意义,识记：面角守恒定律；理解：面角守恒定律的内因；应用：面角守恒定律的意义。
(三）一般：极射赤平投影的原理，利用吴氏网进行晶体投影.识记：投影球、投影面、投影轴、极距角、方位角的概念;理解：投影球、投影面、投影轴、极距角、方位角的空间关系和含义；应用：利用极距角、方位角在吴氏网进行晶体投影。
《结晶学与矿物学》复习要点
《结晶学与矿物学》复习要点结晶学一、基本概念：1.晶体（crystal）的概念：内部质点在三维空间周期性重复排列构成的固体物质。
这种质点在三维空间周期性地重复排列称为格子构造，所以晶体是具有格子构造的固体。
2对称型（class of symmetry）晶体宏观对称要素之组合。
（点群，point group）3.空间群：一个晶体结构中，其全部对称要素的总和。
也称费德洛夫群或圣佛利斯群。
4.单形（Simple form）：一个晶体中，彼此间能对称重复的一组晶面的组合。
即能借助于对称型之全部对称要素的作用而相互联系起来的一组晶面的组合。
5.双晶：两个以上的同种晶体，彼此间按一定的对称关系相互取向而组成的规则连生晶体。
6.平行六面体：空间格子中按一定的原则划分出来的最小重复单位称为平行六面体。
是晶体内部空间格子的最小重复单位，是由六个两两平行且相等的面网组成。
7.晶胞：能充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元，其形状大小与对应的单位平行六面体完全一致。
8．类质同像：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。
9.同质多像：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。
10.多型：一种元素或化合物以两种或两种以上层状结构存在的现象。
这些晶体结构的结构单元层基本上是相同的，只是它们的叠置次序有所不同。
二、晶体的6个基本性质1、均一性（homogeneity）：同一晶体的任一部位的物理和化学性质性质都是相同的。
2、自限性（property of self-confinement）：晶体在自由空间中生长时，能自发地形成封闭的凸几何多面体外形。
3. 异向性（各向异性）异向性(anisotropy)：晶体的性质随方向的不同而有所差异。
4. 对称性（property of symmetry）：晶体的相同部分（如外形上的相同晶面、晶棱或角顶，内部结构中的相同面网、行列或质点等）或性质，能够在不同的方向或位置上有规律地重复出现。
2结晶学与矿物学教材
结晶学与矿物学结晶学与矿物学绪论一、矿物和矿物学1 矿物的概念矿物是自然界中的化学元素，在一定的物理、化学条件下形成的天然物体。
这种天然物体大多是结晶的单质和化合物。
人们通常所说的矿物主要指的是地壳中作为构成岩石、矿物和粘土组成单位的那些天然物体。
地壳中的矿物是通过各种地质作用形成的。
它们除少数呈液态（如水银、水）和气态（如CO2和H2S等）外，绝大多数呈固态。
固态矿物大多数具有比较固定的化学成分和内部结构。
在适宜的条件下生长时，均能自发的形成规则几何多面体的外形。
而在常温常压下的液态和气态矿物，因不具晶体结构，故没有一定的外形。
任何一种矿物都不是一成不变的。
当其所处的地质条件改变到一定程度时，原有矿物就要发生变化，并改组成为在新条件下稳定的另一种矿物。
因此，从这个意义上来说：矿物又可被看做地壳在演化过程中元素运动和存在的一种形式。
2 矿物的经济意义矿物和矿物原料是发展国民经济建设事业的物质基础。
对于矿物的利用，历来都之包括两个方面：一是利用它的化学成分；一是利用他的某些物理或化学性质。
随着现代科学技术的日益发展和人们的某些特殊需要，可以毫不夸张的预言，在未来将没有一种矿物是没有用处的。
为了加速实现我国“小康社会”，矿物工作者应急国家之所急，在扩大矿物原料基地的同时，更加积极地为寻找更多新的矿产基地和发掘矿物在各种工程技术领域内的新用途，作出应用的贡献。
3 矿物学在地质科学中的地位及与其它科学的关系矿物学是地质学的一门分科，是研究地球物质成分的学科之一。
它研究的主要对象是天然矿物。
其研究内容除包括矿物的成分、结构、形态、性质、成因、产状和用途外，还要研究矿物在时间和空间的分布规律及其形成和变化的历史，以此为地质学的其它分支学科在理论及应用上提供必要的基础与依据。
因此，矿物学是地质学的一门重要的基础学科。
20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。
80年代以高技术群为代表的新技术革命，又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。
结晶学与矿物学名词解释
1晶体基本性质：自限性，均一性，异向性，对称性，最小内能性，稳定性2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。
准晶体：质点的排列符合短程有序但不体现周期平移重复，即不存在格子构造。
结晶习性：在一定的条件下，矿物晶体趋向于按照自己内部结构的特点自发形成某些特定的形态。
3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4空间群：晶体结构中对称要素的组合称为空间群。
5赋存水状态：吸附水，层间水，沸石水，结晶水，结构水6矿物七大类：自然元素矿物大类，金属互化物，硫化物及其类似化合物，氧化物和氢氧化物，含氧盐矿物，卤化物，有机矿物及准矿物8布拉维法则：实际晶体的面网常常是由晶体格子构造中面网密度大的面网发育成的。
9面角恒等定律：同种物质的晶体，其对应晶面间的夹角守恒。
10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。
11晶带定律：晶体上任一晶面至少属于两个晶带。
或：任意两晶面相交必决定一个可能晶带，任意两晶带相交必决定一个可能晶面。
13显晶集合体：是肉眼或借助于放大镜即能分辨出矿物各单体的集合体。
隐晶集合体、只在显微镜的高倍镜下才可分辨矿物单体的集合体14矿物的光学性质：颜色，条痕，光泽，透明度。
15自色、他色与假色自色：是矿物本身固有化学成分和晶体结构决定的对自然光选择性吸收、折射和反射而表现出来的颜色，是光波与晶格中的电子相互作用的结果。
他色：矿物因含外来的带色杂质所形成的颜色。
假色：自然光照射到矿物表面或内部，受到某种物理界面的作用而发生干涉、衍射、散射等所产生的颜色。
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鲍林法则 （Paulng’s Rules）
法则1：围绕每个阳离子形成一个阴离子配位体，阳、阴离子的间距 取决于它们的半径之和，阳离子的配位数取决于它们的半径之比。
离子半径, 配位数与配位多面体之间的关系:
rc/ra 0
0.155
0.225
14
0.732
1
cation
anion
哑铃状 三角状 四面体
9-1. 球体密堆积原理
2. 等大球体紧密堆积的空隙:
紧密堆积使得所有相邻球体均彼此接触，但仍然存在约25.95％的 孔隙。空隙只有两种：
四面体空隙(tetrahedral void): 处于四个球体包围之中的 空隙，此四个球体中心之联线恰好联成一个四面体的形 状
八面体空隙(octahedral void): 处于六个球体包围之中， 此六个球体中心之联线恰好联成一个八面体的形状
离子键与离子晶格(ionic lattice): 组成离子晶格的质点，是 丢失了价电子的阳离子和获得外层电子的阴离子，彼 此间以静电作用力而相互维系。
离子键没有方向性和饱和性的限制。 离子间的配置方式，符合鲍林法则 (Pauling’s rules，1928年)。
13
第九章. 晶体化学
9-3. 化学键和晶格类型
18
第九章. 晶体化学
9-3. 化学键和晶格类型 离子晶格的特点：
离子晶格中，电子皆属于一定的离子，质点间 电子密度小，对光的吸收少，因此，其晶体透 明、半透明，但熔化后导电。由于离子键的作 用力比较强，所以晶体硬度较大。
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第九章. 晶体化学
9-3. 化学键和晶格类型
共价键与原子晶格(atomic lattice): 组成原子晶格的质点，是彼此间以共价键相结合的
10
第九章. 晶体化学
9-2. 配位数和配位多面体
在晶体结构中，原子间或异号离子间的相互配置关系，便是 所谓的配位关系(coordination) 。
配位数(coordination number，缩写为CN)：晶体结构中 在原子或离子的周围，与它直接相邻结合的原子或异号离子 的数目。
配位多面体(coordination polyhedron)：晶体结构中，与 某一原子或离子(中心原子)成配位关系而相邻结合的原子或 异号离子的中心联线所构成的多面体。
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。
21
第九章. 晶体化学
9-3. 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，分子内部原子间一般以共价键结合；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。
原子。 原子晶格的特点： 共价键的键强较大，所以原子晶格的晶体强度高、
熔点高、不导电、透明至半透明，玻璃—金刚 光泽。
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第九章. 晶体化学
9-3. 化学键和晶格类型
金属键与金属晶格(metal lattice):
组成金属晶格的质点是丢失了价电子的金属阳离子，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。金属键不具方 向性和饱和性。原子间常作最紧密堆积，具高的配位 数。
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第九章. 晶体化学
9-1. 球体密堆积原理
六方密堆积(HCP): ABABAB… 或ACACAC…
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第九章. 晶体化学
9-1. 球体密堆积原理
立方密堆积(CCP): ABCABC...
三层重复 ABCABCABC.... 最紧密堆积面｛111｝
4
第九章. 晶体化学
9-1. 球体密堆积原理
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第九章. 晶体化学
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第九章. 晶体化学
9-3. 化学键和晶格类型 法则4：在含有多种阳离子的晶体结构中，电价高、
配位数低的阳离子倾向于相互不共用其配位多 面体的几何要素。所谓配位多面体的几何要素 是指配位多面体的角顶、棱、面等。 法则5：在晶体结构中，本质不同的结构组元的种数， 倾向于最小限度。
鲍林法则从简单的几何观点阐述晶体结构，对离子 化合物晶体的结构剖析有指导作用。
结晶学与矿物学
第九章. 晶体化学
9-1. 球体密堆积原理 9-2. 配位数和配位多面体 9-3. 化学键和晶格类型 9-4. 晶体结构类型与典型结构 9-5. 类质同象 9-6. 同质多象 9-7. 多型 9-8. 有序和无序
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第九章. 晶体化学
9-1. 球体密堆积原理
1. 等大球密堆积
第一层(A)时: 两种空隙位置 (三角形的方向) 第二层(B)时: 两种可能堆积方式, 两种空隙位置 第三层(C)时: 两种不同的堆积方式,
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第九章. 晶体化学
9-1. 球体密堆积原理
四面体空隙
八面体空隙
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第九章. 晶体化学
9-1. 球体密堆积原理 紧密堆积的空隙
■ 无论六方紧密堆积还是立方紧密堆积，形成的空隙类型和 数目是一样的。
■ 当有n个等大球体作密堆积时，必定有 n个八面体空隙与 2n个四面体空隙存在!
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第九章. 晶体化学
决定配位关系的内因和外因
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第九章. 晶体化学
9-2. 配位数和配位多面体
配位数和晶体结构稳定性 非等大球体堆积中，具有一定配位关系的阴阳离子相互 接触，结构是稳定的。如果阴阳离子半径差别悬殊，则 结构不稳定，且将引起配为数改变。
a
b
c
d
10-7
e
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第九章. 晶体化学
9-3. 化学键和晶格类型
八面体 立方体 立方八面体
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第九章. 晶体化学
9-3. 化学键和晶格类型
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第九章. 晶体化学
9-3. 化学键和晶格类型
法则2：在一个稳定的晶体结构中，从所有相邻接的阳离子到达 一个阴离子的静电键之总强度等于阴离子的电荷。
法则3：在配位结构中，两个阴离子多面体以共棱、特别是共面 的方式存在时，结构的稳定性便降低。对于高电价、低配 位数的阳离子来说，这个效应尤为明显。
9-1. 球体密堆积原理
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第九章. 晶体化学
9-2. 配位数和配位多面体
3. 非等大球最紧密堆积 同种元素组成的晶体结构（自然元素类矿物，特别是自然 金属元素矿物）可以看作是等大球最紧密堆积。 由阴阳离子组成的化合物可以看作非等大球堆积。 一般来说，在非等大球堆积形成的晶体结构中，大半径阴
离子呈紧密堆积，小半经阳离子充填其所形成的四面 体或八面体空隙。