矿物结晶学考试必考题

矿物岩石学思考题:论述:1.什么是结晶学，如何理解它与其它学科之间的关系。

答：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。

关系：结晶学首先以数学为基础，与物理学、化学之间也有着相互渗透的密切关系。

结晶学是矿物学、材料学、生命科学等许多科学的基础，结晶学是一门对科学的发展、技术的进步以及社会的文明起着基础作用的重要学科。

2.什么是矿物？矿物学的主要研究内容是什么？矿物：是由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下相对稳定的天然结晶态的单质或化合物，它们是岩石和矿石的基本组成单位。

矿物学研究内容：①研究矿物的化学组成（包括微量元素）例：金刚石——C(N、B)②研究矿物的内部结构（包括晶格缺陷）例：金刚石——立方面心结构晶胞③研究矿物的外表形态例：金刚石——八面体、菱形十二面体④研究矿物的物理和化学性质例：金刚石——硬度⑤研究矿物在地质作用过程中的形成及变化例：金刚石——金伯利岩和钾镁煌斑岩⑥研究矿物的应用例：金刚石——重要的宝石和矿物材料。

3.玻璃、石盐、冰糖、自然金、花岗岩、合成金刚石、水晶、水、煤、铜矿石是不是矿物？为什么？石盐、自然金、花岗岩、水晶、煤、铜矿石是矿物其余的不是。

原因：参考矿物的定义。

4.矿物的用途体现在哪里方面？矿物的用途：①作为提取其中有用成分（特别是冶炼金属）的原料；②作为制造其他产品的原料；③利用矿物的某种特殊性能而作为材料直接应用。

注：以提取有用成分为目的矿物主要是金属矿物；而作为材料直接应用或用作制造其他产品的原料的矿物，则以非金属矿物为主。

第一章: 晶体1．什么是晶体？晶体和非晶体有何区别？晶体：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。

关系：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。

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；区别：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。

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？答：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。

答：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。

答：单形：单形是由对称要素联系起来的一组晶面的组合。

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。

答：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？答：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。

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。

•答：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。

•答：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1.什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？答：水的存在形式及类型: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？答：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（SiO2·nH2O）、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？答: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律。

答：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。