结构化学晶系图解..
七大晶系详细图解
七大晶系详细图解一、四方晶系。
其中两个水平轴(X 四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直,即α=β=γ=90°轴、Y轴)长度一样,Z轴的长度可长可短,通俗的说:四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体,有的是长柱体,有的是短柱体,即其晶胞必具有四方柱的形状。
横截面为正方形,四个柱面是对称的,即相邻和相对的柱面都是一样的,但和顶端不对称。
所有主晶面交角都是90。
特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育,它就是长柱状甚至针状;如果两个横轴(X轴、Y轴)发育大于Z轴,那么晶体就会呈现四方板状,最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了。
常见的立方晶系的晶体模型图:注:柱体的棱角发育成窄小晶面,此种晶体又叫“复四方”——四个主柱面,四个小柱面。
晶体实物图:三、斜方晶系斜方晶系的晶体中三个轴的长短完全不相等,它们的交角仍然是互为90度垂直。
即X≠Y≠Z。
Z轴和Y轴相互垂直90°。
X轴与Y轴垂直,但是不与Z轴垂直,即α=γ=90,β>90°与正方晶系直观相比,区别就是:x轴、y轴长短不一样。
如果围绕z轴旋转,四方晶系旋转九十度即可使x轴y轴重合,旋转一周使x轴y轴重合四次(使另两轴重合的次数多于两次,该轴称“高次轴”),四方晶系有一个高次轴,也叫“主轴”。
斜方晶系围绕z轴旋转,需180度才可使x轴y 轴重合,旋转一周只重合两次,属低次轴。
也就是说,斜方晶系的对称性比四方晶系要低。
特征对称元素是二重对称轴或对称面。
其实,斜方晶系的晶体如果围绕x轴或y轴旋转,情况与围绕z轴旋转相同。
换句话说,斜方晶系没有高次轴,或曰没有理论上的主轴。
从模型上看,四方晶系的x轴和y轴所指向的晶面完全都是对称相同的,斜方晶系的x轴和y轴所指向的晶面却是各自相等的。
常见立方晶系模型图:斜方晶系晶体两个轴(如x轴、y轴)构成的平面,即晶体横截面是长方形,也可以是菱形,或者两者的复合形,如下图:晶体实物图:四、单斜晶体单斜晶系的三个晶轴长短皆不一样,即X≠Y≠Z。
结构化学第七章课件
Laue方程的推导
a (cos -cos0 )= h h为整数 即在入射角为0 时,在方向产
生衍射。
直线点阵上衍射圆锥的形成
Laue 方程组: 对于空间点阵,应同时满足以下三式,
h、k、l为整数(但并不都是互质整数)--衍射指标。
Laue 方程把衍射方向和晶胞参数联系在一起。
Laue方程组决定了衍射方向的分立性,因为空间点阵的 衍射方向是以三个互不平行的直线点阵为轴的的三组圆 锥面的共交线,所以只有某些特定方向上才会出现衍射。
h k l=nh* nk* nl* 才能产生反射。 如果某一晶面(h*k*l*)产生n级衍射,则可把其看作是晶 面(nh*nk*nl*)的一级衍射。晶面(h*k*l*)的面间距为d, 则晶面(nh*nk*nl*)的面间距就是d/n,于是Bragg方程可 写成:
2 (dh*k*l*)/n sinn = 即:2 dhkl sin =
d hkl
a h2 k2 l2
正交晶系
dh*k*l*
1 ( h* )2 ( k )2 (l )2
abc
六方晶系
dh*k*l*
1
4( h*2
hk 3a2
k
2
)
l 2 c2
Bragg方程表明,晶面指标为(h*k*l*)的晶面只对某些
角的入射线产生反射。可以证明,对于这些晶面,只有 衍射方向hkl和晶面指标(h*k*l*)满足:
1. 宏观对称元素和对称操作 晶体的理想外形在宏观表现出来的对称性
对称元素 旋转轴 (n或n) 反映面 (m) 对称中心 (i)
反轴 ( n )
对称操作
旋转 L() =2/n
反映 M 反演 I
旋转反演L()I
安徽高中化学竞赛-结构化学 7 晶体的点阵结构和晶体的性质(共101页PPT)
二 维 周 期 性 结 构 与 平 面 点 阵
Cu (111面)的点阵. 红线画出的是一个平面正当格子:
(3)
空间点阵
向空间三维方向伸展的点阵称为空间点阵 选取三个不平行、不共面的单位向量 a, b, c,可将
空间点阵划分为空间格子。空间格子一定是平行六面
体。
正当空间格子只有 7 种形状 14 种型式.
第七章 晶体的点阵结构 和晶体的性质
7.1 晶体的结构和性质
一、晶体的定义
由原子、分子或离子等微粒在空间按一定 规律、周期性重复排列所构成的固体物质。
图7.1 晶态结构示意图
图7.2 非晶态结构示意图
7.1 晶体的结构和性质
二、 晶体结构的特征
固体物质按原子(分子、离子)在空
无定形 晶 体
间排列是否长程有序
立方面心是一种常见的
金属晶体结构,其中每个
原子都是一个结构基元, 都可被抽象成一个点阵点 .
正确做法是按统一取法把每一对离子A-B作为结构
基元,抽象为点阵点, 就得到正确的点阵——立方简单.
CsCl型晶体的点阵——立方简单
NaCl型晶体中,按统一的方式将每一对离子A-B
抽象为一个点阵点。 于是,点阵成为立方面心。
所有点阵点分布在一个平面上。
所有点阵点分布在三维空间上。
空间点阵
(1)
直线点阵
以直线连接各个阵点形成的点阵称为直线点阵
§7.2 晶体结构的周期性与点阵
(2)
平面点阵
在二维方向上排列的阵点, 即为平面点阵. 最简单的情况是等径圆球密置层. 每个球抽取为一个点. 这些点即构成平面点阵.
b a
Cu (111面)密置层(每个原子就是一个结构基元,对应一个点阵点):
结构化学 课件 第七章
OP矢量r=ua+vb+wc=3a+2b+3c, 所以,P点阵点指标为323
直线点阵指标 [uvw]
OQ矢量 r =ua+vb+wc=1a+2b+1c, 直线点阵MN与OQ平行或重合,所以,MN直线点阵指标为[121]
平面点阵指标(h*k*l* )
(h*k*l*)=(010)
(111)晶面
相互平行的一族平面点阵, 其(h*k*l*)相同:
矩形框中内容为一个结构基元,可抽象为一个点阵点.安 放点阵点的位置是任意的,但必须保持一致,这就得到点阵:
三维周期性结构与空间点阵
下列晶体结构如何抽象成点阵?
Mn
(简单立方)
Li Na K Cr Mo W…
(体心立方)
以上每一个原子都是一个结构基元,都可以抽象成一个点阵点.
例:Ni Pd Pt Cu Ag Au ……
净含一个点阵点的平面格子是素格子,多于一个点 阵点者是复格子;平面素格子、复格子的取法都有 无限多种. 所以需要规定一种 “正当平面格子”标准.
正当平面格子的标准
1. 平行四边形 2. 对称性尽可能高 3. 含点阵点尽可能少 平面格子净含点阵点数:顶点为1/4;棱心为 1/2;格内为1. 正当平面格子有4种形状,5种型式(其中矩 形有带心与不带心两种型式):
面心立方是一种常见 的金属晶体结构,其 中每个原子都是一个 结构基元,都可被抽 象成一个点阵点.
CsCl型晶体结构
CsCl型晶体中A、B是不同的原子,不能都被抽象为点阵 点. 否则,将得到错误的体心立方点阵!这是一种常见的错误:
体心立方虽不违反点阵定义,却不是CsCl型晶体的点阵! 试将此所谓的“点阵”放回晶体,按“点阵”上所示的矢量,对 晶体中的原子平移,原子A与B将互换,晶体不能复原!
晶体结构 PPT课件
结构可以看成是由C-C四面体共顶连接 而成。
金刚石的类型
晶格中N和B常替代C。N含量一般为 0.001% ~0.25%。按照N的含量将经金 刚石划分为不同类型/
Ⅰ型 (含N) Ⅰa型:N为N2、N3 、N n, 98%的天然无色--黄色钻石属于此类。 Ⅰb 型:N为孤N, 多数合成钻石属于此类。 Ⅰ型金刚石的主要用途:刀具、拉丝 模、砂轮、钻头等。
O2-位于立方晶胞晶棱的中点, Ca2+位于 立方晶胞的中心,配位数为12;Ti4+位于 晶胞的角顶,配位数为6;O 周围有4 个 Ca, 2个Ti。[TiO6]八面体共角顶连接。
CaTiO3的立方原始晶胞
Ti4+与八面体角顶的6个O2-配位
Ca2+
Ti4+ O2-
理想钙钛矿的晶胞
一般将等轴晶系钙钛矿结构称为理想 钙钛矿,典型代表是SrTiO3。这种结 构的钙钛矿很少见。只有当离子半径 满足(rA+rX) =1.414(rB+rX)。才能形成 理想的钙钛矿型结构。
方解石(CaCO3)的结构模型
每一个Ca2+与属于不同的CO32-离子团 中的六个氧离子配位,碳的氧离子配 位数为3 。
Ca2+与不同的CO32-离子团中的六个O2-配位,
(2)钙钛矿(CaTiO3)型晶体结构 高温下为等轴晶系,空间群Pm3m,
ao=0.385nm,Z=1。
钙钛矿结构可看成是较大的Ca2+和O2作立方最紧密堆积,Ti4+充填在由六个 氧形成的八面体空隙中。
10.1 元素单质的晶体结构
1.金属单质的晶体结构
典型的金属单质晶体,原子之间以金属键 结合,结构看成是由等大球紧密堆积而 成,原子配位数高。
七大晶系
三方/三角/菱方晶系
晶胞基矢的特性:
a=b=c α=β=γ<120°,≠90°
对称特征:一个3度轴
点群:C3、C3i=S6、C3v
D3、D3d
三方
四方/四角/正方晶系
晶胞基矢的特性: a=b≠c α=β=γ=90°
简单四方
体心四方
对称特征:一个4度轴 点群:C4、C4h、C4v、 D4、D4h、D2d、 S4
C4、C4h、C4v、 D4、D4h、D2d、 S4 C6、C6h、C6v C3h、D3h、 D6、D6h、
中级
六方
高级
立方
四个3度轴
T、Th、Td、
O、Oh
晶 胞 示 意 图
7大晶系→ 14种布拉伐 格子(14种 晶胞)
三斜晶系
晶胞基矢的特性: a≠b≠c α≠β≠γ 对称特征: 没有对称轴 或只有一个反演中心 点群:C1、Ci=S2
七大晶系
晶系:把晶胞基矢 a 、b 、c满足同一类要求(边
长a,b,c和夹角α,β,γ)的一种或数种布 拉伐格子称为一个晶系。 七大晶系: 三斜、单斜、正交、 三方、四方、六方、 立方晶系
c
b
a
晶系示意图
级别 晶系 三斜 布拉伐格子 简单三斜 简单单斜, 底心单斜 简单正交, 底心正交, 体心正交, 面心正交。 三方/三角 简单四方, 体心四方 六方/六角 简单立方, 体心立方, 面心立方 对称特征 (基本对称元素) 没有对称轴或只有 一个反演中心 一个 2 度轴或 1 个对 称面 有 3 个互相垂直的 2 度轴 晶胞基矢的特性 a≠b≠c α≠β≠γ a≠b≠c α=γ=90º β≠90º a≠b≠c α=β=γ=90º 所属 点群
七大晶系十四个点阵图解大全
*七大晶系简单介绍(带图)1、立方晶系[等轴晶系]-cubic system [晶体] a=b=c; α=β=γ=90°;2、四方晶系[正方晶系]-tetragonal system [晶体] a=b≠c ; α=β=γ=90°;3、正交晶系(晶体)-orthorhombic system [晶体] rhombic system [晶体] a≠b≠c ; α=β=γ=90°;[斜方晶系(矿物)]4、单斜晶系-monoclinic system [晶体] a≠b≠c ;α=γ=90°≠β;5、三斜晶系-triclinic system [晶体] a≠b≠c ; α≠γ≠β;6、菱方晶系[三角晶系]-rhombohedral system [晶体] a=b=c; α=β=γ≠90°(0120 );7、六方晶系-hexagon system [晶体] hexagonal system [晶体] a=b≠c ;α=β=90°;γ=120°;七大晶系七大晶系细分1、立方晶系[等轴晶系]-cubic system [晶体]简单立方面心立方体心立方2、四方晶系[正方晶系]-tetragonal system [晶体]简单四方体心四方3、正交晶系[斜方晶系]-orthorhombic system [晶体] rhombic system [晶体]简单正方体心正方底心正方面心正方4、单斜晶系-monoclinic system [晶体]简单单斜底心单斜5、三斜晶系-triclinic system [晶体]简单三斜6、菱方晶系[三角晶系]- rhombohedral system [晶体]菱形(三角)7、六方晶系-hexagon system [晶体] hexagonal system [晶体]简单六方。
七大晶系详细图解
七大晶系详细图解已知晶体的形态已经超过了四万种,但是万物都会有规律,晶体自然也是有的。
它们都是按七种结晶方式模式发育的,即七大晶系。
晶体即是一种以三维方向发育的的几何体,为了表示三维空间,分别用三、四跟人为添加的轴来表示晶体的长宽高以及中心。
三条轴分别用X、Y、Z(U)(Z轴也可叫做“主轴”)来表示,而为了更好表示轴之间的度数,我们用α、β、γ来表示轴角。
就这样出现了七种不同的晶系模式:立方晶系(也称等轴晶系)、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系(也称斜方晶系)、单斜晶系、三斜晶系。
其中又按照对称程度又分为高级晶族、中级晶族、低级晶族。
高级晶族中只有一个立方晶系;中级晶族有六方、四方、三方三个晶系;低级晶族有正交、单斜、三斜三个晶系。
一、立方晶系立方晶系的三个轴的长度是一样的,即X=Y=Z,且互相垂直,即α=β=γ=90°,对称性最强。
具有4个立方体对角线方向三重轴特征对称元素的晶体归属立方晶系。
属于立方晶系的有:面心立方晶胞、体心立方晶胞、简单立方晶胞。
这个晶系的晶体并不是只有狭义的正方体一种形状,四面体、八面体、十二面体形状的晶体都属于立方晶系。
它们从不同角度看高低宽窄都差不太多,相对晶面和相邻晶面都相似,横截面和竖截面一样。
最典型立方晶系的晶体为:氯化钠。
常见立方晶系晶体模型图:晶体实物图:二、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直,即α=β=γ=90°。
其中两个水平轴(X 轴、Y轴)长度一样,Z轴的长度可长可短,通俗的说:四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体,有的是长柱体,有的是短柱体,即其晶胞必具有四方柱的形状。
横截面为正方形,四个柱面是对称的,即相邻和相对的柱面都是一样的,但和顶端不对称。
所有主晶面交角都是90。
特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育,它就是长柱状甚至针状;如果两个横轴(X轴、Y轴)发育大于Z轴,那么晶体就会呈现四方板状,最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了。
七大晶系详细图解
七大晶系详细图解一、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直,即α=β=γ=90°。
其中两个水平轴(X 轴、Y轴)长度一样,Z轴的长度可长可短,通俗的说:四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体,有的是长柱体,有的是短柱体,即其晶胞必具有四方柱的形状。
横截面为正方形,四个柱面是对称的,即相邻和相对的柱面都是一样的,但和顶端不对称。
所有主晶面交角都是90。
特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育,它就是长柱状甚至针状;如果两个横轴(X轴、Y轴)发育大于Z轴,那么晶体就会呈现四方板状,最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了。
常见的立方晶系的晶体模型图:注:柱体的棱角发育成窄小晶面,此种晶体又叫“复四方”——四个主柱面,四个小柱面。
晶体实物图:三、斜方晶系斜方晶系的晶体中三个轴的长短完全不相等,它们的交角仍然是互为90度垂直。
即X≠Y≠Z。
Z轴和Y轴相互垂直90°。
X轴与Y轴垂直,但是不与Z轴垂直,即α=γ=90,β>90°与正方晶系直观相比,区别就是:x轴、y轴长短不一样。
如果围绕z轴旋转,四方晶系旋转九十度即可使x轴y轴重合,旋转一周使x轴y轴重合四次(使另两轴重合的次数多于两次,该轴称“高次轴”),四方晶系有一个高次轴,也叫“主轴”。
斜方晶系围绕z轴旋转,需180度才可使x轴y 轴重合,旋转一周只重合两次,属低次轴。
也就是说,斜方晶系的对称性比四方晶系要低。
特征对称元素是二重对称轴或对称面。
其实,斜方晶系的晶体如果围绕x轴或y轴旋转,情况与围绕z轴旋转相同。
换句话说,斜方晶系没有高次轴,或曰没有理论上的主轴。
从模型上看,四方晶系的x轴和y轴所指向的晶面完全都是对称相同的,斜方晶系的x轴和y轴所指向的晶面却是各自相等的。
常见立方晶系模型图:斜方晶系晶体两个轴(如x轴、y轴)构成的平面,即晶体横截面是长方形,也可以是菱形,或者两者的复合形,如下图:晶体实物图:四、单斜晶体单斜晶系的三个晶轴长短皆不一样,即X≠Y≠Z。
结构化学晶体的结构PPT课件
晶体的性质
同一性(或均匀性)。晶体中各部分的性质是 完全均匀一致、相同的。 各向异性。同一晶体在不同方向上具有不同的 性质。 自范性。晶体在适宜条件下,能自发地形成封 闭的几何多面体外形。 对称性。晶体的微观空间结构是对称的,宏观 外形也一般具有或多或少的对称性。 固定的熔点。
晶体的基本特征
在量子力学中,原子或分子等微观体系的能级是分离的, 当体系大到一定程度时,体系的某些能级间隔就非常小, 变成实际上连续的能带。
导带,满带,空带 禁带,重带
体系大小,N→∞
量子力学过渡到经典物理情形
(从微观到宏观)
导体,半导体,绝缘体
导体:导带,重带(满带与空带重叠)
半导体,绝缘体都有禁带,满带与空带不重叠,无导带 绝缘体的禁带大于5eV 半导体的禁带小于3eV
从微观上说,晶体最基本的特征就是原子、 分子或离子在空间周期性地有序排列。 晶体结构的周期性是晶体和非晶体最本质 的区别。 晶体:具有微观周期性结构的固体。
二 晶体的对称性
空间点阵与晶体结构 晶系
1 空间点阵与晶体结构
(1) 点阵结构
我们可以用一系列几何点在空间的排布来模拟晶体 中微粒的周期性排布规律。 点阵:由无数个没有大小、没有质量、不可分辨的 几何点,按照一定的重复规律排布得到的几何图形。 点阵理论:用点阵的性质来探讨晶体的几何结构的 理论。
原子、离子或分子按点阵排布的固体。
点阵 模型
晶体 结构
阵点
结构 基元
空间 点阵
晶体
平面 点阵
晶面
直线 点阵
素单位 复单位
晶棱 素晶胞 复晶胞
每个阵点代表晶体中基本的结构单元,可以是离子、 原子、分子或配合离子等。
几
结构化学晶体学基础ppt课件
气态
物质的三种聚集态 液态 晶体
固态 准晶体 非晶体
晶体学基础
• 非晶体
在它们内部原子或分子的排列没有周期性的结构 规律,像液体那样杂乱无章地分布,可以看作过冷 液体,称为玻璃体、无定形体或非晶态物质。
玻璃体的结构特点
晶体学基础
• 准晶体
准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶具有 完全有序的结构,然而又不具有晶体所应有的平移对称性, 因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。准晶体的发现, 是20世纪80年代晶体学研究中的一次突破。
金刚石中的滑移面
晶体的微观对称性
7.3.2 230个空间群 空间群符合一般用熊夫利和国际符号联合表示
晶体结构的周期性和点阵理论
3 晶体具有确定的熔点
晶体结构的周期性和点阵理论
4 晶体的对称性和对X射线的衍射
晶体的理想外形具有特定的对称性,这是内 部结构对称性的反映。晶体结构的周期大小和X 射线的波长相当,使它成为天然的三维光栅,能 够对X射线产生衍射。而晶体的X射线衍射,成 为了解晶体内部结构的重要实验方法。
晶胞
• 晶胞的两个基本要素:
晶胞
• 分数坐标
OP = xa + yb + zc
x, y, z为P原子的分数坐标。 x, y, z为三个晶轴方向单位 矢量的个数(是分数)(晶轴 不一定是相互垂直)。 x, y, z一定为分数
晶胞
• 凡不到一个周期的原子的坐标都必须标记,分 数坐标,即坐标都是分数,这样的晶胞并置形 成晶体。
点阵结构
2. 从晶体点阵结构中抽象出点阵 例1. 等径圆球排列形成的一密置列直线点阵
一个点阵点代表一个球 重复周期为a a = 2r
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晶体的七大晶系是十分专业的问题,它有时是鉴别晶体的关键,鉴藏矿晶的人多少应该知道一些。
概论已知晶体形态超过四万种,它们都是按七种结晶模式发育生长,即七大晶系。
晶体是以三维方向发育的几何体,为了表示三维空间,分别用三、四根假想的轴通过晶体的长、宽、高中心,这几根轴的交角、长短不同而构成七种不同对称、不同外观的晶系模式:等轴晶系,四方晶系,三方晶系,六方晶系,斜方晶系,单斜晶系,三斜晶系。
请看图:上图是七大晶系的理论模型,在同一水平面上,请大家仔细分辨它们的区别。
面向观众的轴称x轴,与画面平行的横轴称y轴,竖直的轴称z 轴,也可叫“主轴”一,等轴晶系简介等轴晶系的三个轴长度一样,且相互垂直,对称性最强。
这个晶系的晶体通俗地说就是方块状、几何球状,从不同的角度看高低宽窄差不多。
如正方体、八面体、四面体、菱形十二面体等,它们的相对晶面和相邻晶面都相似,这种晶体的横截面和竖截面一样。
此晶系的矿物有黄铁矿、萤石、闪锌矿、石榴石,方铅矿等。
请看这种晶系的几种常见晶体的理论形态:等轴晶系的三个晶轴(x轴y轴z轴)一样长,互相垂直。
常见的等轴晶系的晶体模型图金刚石晶体八面体和立方体的聚形的方铅矿黄铁矿二,四方晶系简介四方晶系的三个晶轴相互垂直,其中两个水平轴(x轴、y轴)长度一样,但z轴的长度可长可短。
通俗地说,四方晶系的晶体大都是四棱的柱状体,(晶体横截面为正方形,但有时四个角会发育成小柱面,称“复四方”),有的是长柱体,有的是短柱体。
再,四方晶系四个柱面是对称的,即相邻和相对的柱面都一样,但和顶端不对称(不同形);所有主晶面交角都是九十度交角。
请看模型图:四方晶系的晶体如果z轴发育,它就是长柱状甚至针状;如果两个横轴(x 、y)发育大于竖轴z轴,那么该晶体就是四方板状,最有代表性的就是钼铅矿。
请看常见的一些四方晶系的晶体模型:这个晶系常见的矿物有锡石、鱼眼石、白钨矿、符山石、钼铅矿等。
请看实物图片:符山石的晶体锡石的长柱状晶体(顶端另有斜生的小晶体)。
请注意看柱体的棱角发育成窄小晶面,此种晶体又叫“复四方”——四个主柱面,四个小柱面。
这是短柱状锆石,柱体几乎不发育。
象个四方双锥体或假八面体钼铅矿的晶体是四方板状,也就是两个横轴的发育程度大大超越竖轴(z 轴)鱼眼石晶体晶体在实际生长中有许多因素影响它的正常形状,如z轴“平移”或平行连生等,四方晶系的晶体横截面有时不是正方形,会略带长方形。
这种情况在各种晶系中常见。
有时我们说的“歪晶”就属此情况之一。
三,斜方晶系的简介斜方晶系的晶体中三个轴的长度完全不相等,它们的交角仍然是互为90度垂直。
与正方晶系直观相比,区别就是:x轴、y轴长短不一样。
如果围绕z轴旋转,四方晶系旋转九十度即可使x轴y轴重合,旋转一周使x轴y轴重合四次(使另两轴重合的次数多于两次,该轴称“高次轴”),四方晶系有一个高次轴,也叫“主轴”。
斜方晶系围绕z轴旋转,需180度才可使x轴y轴重合,旋转一周只重合两次,属低次轴。
也就是说,斜方晶系的对称性比四方晶系要低。
其实,斜方晶系的晶体如果围绕x轴或y轴旋转,情况与围绕z轴旋转相同。
换句话说,斜方晶系没有高次轴,或曰没有理论上的主轴。
从模型上看,四方晶系的x轴和y轴所指向的晶面完全都是对称相同的,斜方晶系的x轴和y轴所指向的晶面却是各自对称相等的。
请看基本模型图:斜方晶系晶体两个轴(如x轴、y轴)构成的的平面即通常说的晶体横截面是长方形,也可以是菱形,或者两者的复合形,看下图:这个晶系的实际晶体多显示为菱形长柱体、菱形板状体、或长方型柱状体。
常见的斜方晶系矿物有重晶石、黄玉、白铅矿辉锑矿、白铁矿、文石、橄榄石、异极等。
请看晶体图:菱形板状的重晶石菱形柱状的重晶石菱形板状的白铁矿横截面为菱形的黄玉晶体,(想象x、y、z三个轴是在晶体内部的)墨西哥产的黄玉晶体,横截面为菱形,经典的菱形长柱状晶型菱形长柱状的天青石晶体四,单斜晶系简介单斜晶系晶体的的三个晶轴长短皆不一样,z轴和y轴相互垂直90度,x轴与y轴垂直,但与z轴不垂直(x轴与z轴的夹角是β,β>90度)。
作一个形象的比喻:把斜方晶系模型顺着z轴方向推压一下,使前后的晶面上、下错位,这就是单斜晶系的模型。
如果围绕z轴旋转180度,可以使y轴指向的晶面对称;而围绕x轴旋转。
则不能产生任何晶面的重合对称(除非旋转一周,但无意义)。
通俗地说:斜方晶系晶体(模型)的两个晶面可以通过y轴旋转180度达到重合,而左右晶面和前后晶面却不能通过旋转达到重合,它们只能顺y轴和x轴平移才能达到重合。
所谓“单斜”,可以联想为:晶体有一个轴所顶的面是斜的。
单斜晶系只有一个对称轴和对称面,和斜方晶系相比,它的对称程度又低了一级。
请看模型图:单斜晶系的晶体横截面与斜方晶系相似。
常见的单斜晶系矿物有石膏、蓝铜矿、雄黄雌黄、黑钨矿、锂辉石、正长石等。
请观赏真实晶体:石膏晶体。
请注意看三轴坐标:z轴指向的晶面(也就是与x轴平行的顶端、底部的晶面)是斜的,这个斜的晶面是单斜晶系最大特点。
石膏晶体柱状绿帘石晶体雄黄晶体。
注意观看三个晶轴的坐标与实际晶体的对比。
黑钨矿晶体,它的顶端斜面较小。
长柱型蓝铜矿晶体紫锂辉石晶体辉沸石晶体五,三斜晶系简介三斜晶系的“三斜”,指的是三根晶轴的交角都不是九十度直角,它们所指向的三对晶面全是钝角和锐角角构成的平行四边形(菱形),相互间没有垂直交角。
作个形象比喻:把一个砖头形的长方块朝着一个角的方向斜推压,形成一个全是菱形面的立方体,这就是三斜晶系的模型。
看图:三斜晶系的晶轴长短不一,斜角相交,没有晶轴能作重合对称的旋转,前后、左右、上下的三组晶面只能顺晶轴作平移重合(平面对称),在七大晶系中,三斜晶系的对称性最低。
三斜晶系的晶体给人的感觉多是“拧、扁、歪、斜”的,有些板状晶体被喻为“刀片状”。
常见矿物有蔷薇辉石、微斜长石、钠长石、胆矾、斧石等。
请观看实际晶体:斧石晶体,典型的菱形立方体结构斧石的菱面体使它的晶型象斧头,故名。
蔷薇辉石晶体微斜长石晶体,注意看所有的晶面交角没有相互垂直的,全是菱形面,这就是三斜晶系晶体的特征。
微斜长石与烟晶阿根廷产钠长石晶簇胆矾晶体蓝晶石晶簇以上将等轴、四方、斜方、单斜、三斜五个晶系简单介绍了,之所以先介绍这五个,是因为它们都是三个晶轴构成的三维立体,描述它们的外形渐变比较方便。
可以作一个这样形象描述:等轴晶系的最基本形是正正方方的立方体(为方便且不用八面体等),四方晶系的基本形是把这个立方体拉长了(偶然压扁),斜方晶系是把拉长的立方体再拉宽,变成象砖块一样的长方体,单斜晶系则把砖块形长方体顺一个方向(长边方向)推压一下,使一对晶面平行错位,两侧晶面变成菱面形,而三斜晶系则是再朝一个角方向继续推压,使所有的晶面都平行错位,且全变成菱面形。
这里说的晶系基本型是理论上的基本结构,在实际晶体中情况要复杂得多,因为实际晶体大都是聚型,对基本形的判断有干扰。
这就需要将理论形和实际形结合看,多看,多比较,对一些常见的矿物晶体,应牢记它们的几种典型晶型,把它们作为“范本”熟记于心,在鉴别新晶体时可用以比照。
三方 /六方晶系简介三方晶系和六方晶系有许多相似之处,一些矿物专著和科普书刊往往将二者合并在一起,或干脆就称晶体有六大晶系。
与前面讲的五个晶系最大的不同是三方/六方晶系的晶轴有四根,即一根竖直轴(z轴)三根水平横轴(x、y、u轴)。
竖轴与三根横轴的交角皆为90度垂直,三根横轴间的夹角为120度(六方晶系为60度,也可说成三横轴前端交角120度。
)。
如果围绕z轴旋转一周,三方晶系晶体的横轴可以重合三次,六方晶系晶体的横轴则重合六次,故,三方/六方晶系晶体的对称度都高,z轴是高次轴,也就是主轴。
三方晶系常见的晶体有三棱柱状、三角片状等,有时呈六棱柱、六角片状(复三方、复三角面)及它们的各种聚形;六方晶系晶体常见有六棱柱状、六方板(片)状以及它们的各种聚形,偶然会出现十二棱柱体(复六方柱)。
有时候三方/六方晶系会出现菱形六面体晶型,较容易同三斜晶系的晶体混同。
三方晶系和六方晶系以严格的矿物学理论而言是不应该混淆的,但作为非矿物学家的我们,没有必要去探究那些高深的理论或从专业研究角度去区分它们的理论差异,那没有太大的实际用途。
如果一定要我用一句通俗的话来描述三方和六方的区别,可以这样说:三方晶系的矿物既能长成三棱柱、三角板片的晶型,也能长成六棱柱、六角板片的晶型与六方晶系晶体混淆,但六方晶系的矿物通常不会长成三棱柱或三角板片等与三方晶系混淆(仅有一个三方双锥例外)。
一般说来,三方/六方晶系的晶体外观比较好认。
常见的矿物有水晶、方解石、电气石、绿柱石、刚玉、辰砂、赤铁矿、磷灰石等。
请看实际晶体:六方晶系的高温β石英,又叫无腰水晶三方晶系的α石英,即低温水晶,最为普遍常见。
方解石是三方晶系的矿物,晶体形态超过六百种。
这是厚板状晶体(共生有黄铁矿晶粒)六棱柱状的方解石晶体电气石属三方晶系,晶体横截面为带圆弧的三角形。
电气石三方晶系的刚玉晶体,晶形总是木桶形的六棱柱状。
赤铁矿(三方晶系)的柱状晶体赤铁矿的六方片状晶簇,又叫铁玫瑰三方晶系的蓝锥矿(上图)和六方板状辰砂晶体(下图)。
磷氯铅矿的晶体也常呈木捅状的六棱柱体,这是美国爱达荷州出产的。
哥伦比亚的铬绿柱石(即祖母绿)晶体,这颗晶体呈复六方柱状,也就是十二棱柱体。