矿物晶体化学第一章晶体的几何结构优秀课件 (2)
合集下载
晶体的结构与常见结构类型第一讲优秀课件
4、对称性：指晶体的等同部分能通过一定的操作而发生规 律重复的性质。晶体的外形上，也常有相同的晶面、晶棱和 角顶重复出现。晶体的对称性将在后面详细讨论。
5、最小内能：相同的热力学条件下晶体与同种物质的非晶 体、液体、气体相比较，其内能最小。所谓内能，就是晶 体内部所具有的能量（动能与势能）。对于一个晶体来说， 他要处于一个稳定的状态，在结晶时就要将多余的能量释 放掉，从而达到有规律的排列的质点间引力与斥力的平衡。
3.晶胞与晶胞参数
晶胞—晶胞是从晶体结构中取出来的反映晶体 周期性和对称性的最小重复单元。
不同晶胞的差别：不同晶体的晶胞，其形状、 大小可能不同；围绕每个结点的原子种类、 数量、分布可能不同。
选取结晶学晶胞的原则：
1. 单元应能充分表示出晶体的周期性、对称性； 2. 单元的三条相交棱边应尽量相等，或相等的数
晶体结构与非晶结构比较
石英晶体，
SiO2非晶体 （含Na）
请同学们思考晶体与非晶体的不同？
长程有序：质点在三维空间呈周期性排列
NaCL晶体结构
晶体：内部质点在三维空间中呈周期性排列的固体。
什么是周期性排列？如何表达这种周期性排列？
结构的周期性：每隔一定距离都能重复出现的性质。
如：NaCl
a 要素：①周期性重复的内容——结构基元
晶体的结构与常见 结构类型第一讲
石英晶体
萤石晶体
食盐晶体
雪花 水分子晶体
2.1 晶体的概念与基本性质
人们通过对天然矿物外 部形态的观察发现，绝大多 数天然矿物常具有独特的规 则几何多面体的外形，即其 外表多为平整的面所包围， 同时还具有由二个面相交的
直线和直线会聚的夹角。
水晶原矿
1669年丹麦学者斯丹诺（Nicolaus Steno, 1638-1686） 对晶体的复杂外形观察后提出了面角守恒定律 （同种晶体 之间，对应晶面夹角相等），从而奠定了几何晶体学基础。
矿物的晶体化学分类.ppt
最紧密堆积）、锇型结构（六方最紧密堆积），半 金属元素矿物为砷型结构（NaCl结构沿L3变形， L33L23PC）；自然非金属元素矿物结构各异。
物理性质：自然金属元素矿物－－金属键的特点（有
哪些特点？）；自然非金属元素矿物－－非金属键 的特点，物性各异，与化学键有关。
第十八章 自然元素大类
分类
自然金属元素类：铜族（Cu、Au、Ag） 铂族（Pt、Ir、Ru 、Os等）
主要矿物简介——毒砂：
形态：常见柱状，{120} ，{110}， {101} （各是什么单形？）。
物理性质：锡白色，金属光泽，无解 理，硬度大。
成因：热液型。 用途：提炼As，可综合利用其中的 Co。
思考题：
1、从方铅矿、闪锌矿的结构解释其解理。 2、闪锌矿颜色变化的原因？可反映什么成因条 件？ 3、方铅矿、闪锌矿的最主要的类质同像元素是 什么？ 4、黄铜矿与闪锌矿的结构关系？ 5、低温热液的标型矿物有哪些？ 6、辉钼矿的成分、结构特点？
主要矿物简介——辉钼矿：
化学组成：MoS2， 类质同像含Re，并且 是Re最主要的存在形 式。
晶体结构：层状结构： [MoS6]三方柱层与S 组成的空八面体层相间 堆积形成。
S组成的三方柱 层，充填Mo
S组成的八面体 层，不充填Mo
主要矿物简介——辉钼矿：
形态：片状。 物理性质：铅灰色，金属光泽，{0001} 极完全解理，解理片具挠性，硬度小。与石 墨很像，但在上釉瓷板上条痕黄绿色。 成因：热液型。 用途：提炼Mo,Re。
是半导体？
第十九章 硫化物及其
类似化合物大类
概述
化学组成：阴离子为S，以及少量Se、Te、As、Sb， 阳离子为铜型离子（Cu、Pb、Zn、Ag）以及靠 近铜型离子一边的过渡型离子（Fe、Co、Ni）。 另外，常含一些稀有元素Ge、Ga、Re、Tl等可 综合利用。该大类矿物是工业上有色金属和稀有分 散元素矿产的重要来源。
物理性质：自然金属元素矿物－－金属键的特点（有
哪些特点？）；自然非金属元素矿物－－非金属键 的特点，物性各异，与化学键有关。
第十八章 自然元素大类
分类
自然金属元素类：铜族（Cu、Au、Ag） 铂族（Pt、Ir、Ru 、Os等）
主要矿物简介——毒砂：
形态：常见柱状，{120} ，{110}， {101} （各是什么单形？）。
物理性质：锡白色，金属光泽，无解 理，硬度大。
成因：热液型。 用途：提炼As，可综合利用其中的 Co。
思考题：
1、从方铅矿、闪锌矿的结构解释其解理。 2、闪锌矿颜色变化的原因？可反映什么成因条 件？ 3、方铅矿、闪锌矿的最主要的类质同像元素是 什么？ 4、黄铜矿与闪锌矿的结构关系？ 5、低温热液的标型矿物有哪些？ 6、辉钼矿的成分、结构特点？
主要矿物简介——辉钼矿：
化学组成：MoS2， 类质同像含Re，并且 是Re最主要的存在形 式。
晶体结构：层状结构： [MoS6]三方柱层与S 组成的空八面体层相间 堆积形成。
S组成的三方柱 层，充填Mo
S组成的八面体 层，不充填Mo
主要矿物简介——辉钼矿：
形态：片状。 物理性质：铅灰色，金属光泽，{0001} 极完全解理，解理片具挠性，硬度小。与石 墨很像，但在上釉瓷板上条痕黄绿色。 成因：热液型。 用途：提炼Mo,Re。
是半导体？
第十九章 硫化物及其
类似化合物大类
概述
化学组成：阴离子为S，以及少量Se、Te、As、Sb， 阳离子为铜型离子（Cu、Pb、Zn、Ag）以及靠 近铜型离子一边的过渡型离子（Fe、Co、Ni）。 另外，常含一些稀有元素Ge、Ga、Re、Tl等可 综合利用。该大类矿物是工业上有色金属和稀有分 散元素矿产的重要来源。
高二化学精品课件 晶体的结构与性质
如：卤素，稀有气体，氧气，CO，CO2，NH3， 卤化氢等都形成分子晶体。
15
b、代表晶体 CO2
干冰的晶体结构图(一) 16
返回
干冰的晶体结构图(二)
可见:每个二氧化碳分子周围有 12 个二氧化碳分子
17
返回
c、分子晶体的物理特性：
决定因素：构成晶体的分子间作用力的大小
①较低的熔沸点
②较小的硬度
③在熔融和固态时都不导电
④溶解性，不同的分子晶体存在较大的差异
相似相溶原理：非极性溶质一般能溶于非极
性溶剂，极性溶质一般能溶
于极性溶质
18
2、分子间作用力和氢键 a、定义： 分子间存在的作用力又叫范德华力。
分子间力要比化学键弱得多 b、影响分子间作用力的主要因素：
相对分子质量 c、分子间作用力的大小对物质的熔沸点的影响：
• 定义： 这种相邻原子通过共价键结合而形成
空间网状结构的晶体，叫做原子晶体。
原子晶体的物理性质： 熔沸点很高，硬度很大，难溶于水，一般不导电。
常见的原子晶体： 金刚石、金刚砂（SiC）、晶体硅、石英（SiO2）
23
Si o
共价键
24
109º28´ 共价键
返2回5
石墨的晶体结构图
26
返回
不同晶体类型熔沸点高低的判断：
离子晶体：离子半径越小，所带电荷越多，离子键越牢固，
熔沸点越高。
NaCl与MgCl2
NaCl<MgCl2
原子晶体：原子半径越小，共价键键能越大，熔沸点越高。
Si，SiO2，SiC
SiO2>SiC > Si
分子晶体：结构相似的分子，分子量越大，分子间作用力
越大，熔沸点越高。
15
b、代表晶体 CO2
干冰的晶体结构图(一) 16
返回
干冰的晶体结构图(二)
可见:每个二氧化碳分子周围有 12 个二氧化碳分子
17
返回
c、分子晶体的物理特性：
决定因素：构成晶体的分子间作用力的大小
①较低的熔沸点
②较小的硬度
③在熔融和固态时都不导电
④溶解性，不同的分子晶体存在较大的差异
相似相溶原理：非极性溶质一般能溶于非极
性溶剂，极性溶质一般能溶
于极性溶质
18
2、分子间作用力和氢键 a、定义： 分子间存在的作用力又叫范德华力。
分子间力要比化学键弱得多 b、影响分子间作用力的主要因素：
相对分子质量 c、分子间作用力的大小对物质的熔沸点的影响：
• 定义： 这种相邻原子通过共价键结合而形成
空间网状结构的晶体，叫做原子晶体。
原子晶体的物理性质： 熔沸点很高，硬度很大，难溶于水，一般不导电。
常见的原子晶体： 金刚石、金刚砂（SiC）、晶体硅、石英（SiO2）
23
Si o
共价键
24
109º28´ 共价键
返2回5
石墨的晶体结构图
26
返回
不同晶体类型熔沸点高低的判断：
离子晶体：离子半径越小，所带电荷越多，离子键越牢固，
熔沸点越高。
NaCl与MgCl2
NaCl<MgCl2
原子晶体：原子半径越小，共价键键能越大，熔沸点越高。
Si，SiO2，SiC
SiO2>SiC > Si
分子晶体：结构相似的分子，分子量越大，分子间作用力
越大，熔沸点越高。
矿物岩石学ppt课件第1-5章 晶体相关知识01
例：蓝晶石的硬度，矿物的解理
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
第二节 晶体的空间格子
一、晶体的空间格子
1 空间格子 ：表示晶体内部构造中质点 重复规律的几何图形。
空间格子最基本的特征:质点在三度空间 作有规律的周期性重复。
• NaCl晶体结构中，沿立方体棱的方向，Na＋和 Cl－相间排列，每隔0.56402 nm重复一次,在面对 角线方向,以0.39882 nm重复一次等等。
体的角顶和体中心。
面心格子（F）：结点分布于平行六面
体的角顶和三对面的中心。
原始格子 底心格子
体心格子
4种格子类型——平行六 面体中结点的分布规律 （只能有4种情况）
面心格子
14种布拉维格子
由7种平行六面体和4种结点分布位置 相结合，可以导出晶体中只可能出现14 种不同形式的空间格子。
这是布拉维1848年最先导出的，因此 称为14种布拉维格子。它表明实际晶体 中抽象出来的空间格子只有14种。
• 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
晶体结构-高中化学课件
32
立方ZnS
33
CaF2
34
Mg/Zn
a=b≠c
== 90˚ ，=120˚
V=
2
ac
35
钙钛矿 CaTiO3
36
晶体X射线衍射
37
38
39
40
41
其中，顶点占1/8，棱上占1/4，面上占1/2，体内占1
• 以上占比不仅适用于长方体，也适用于任意的平行六面体
26
27
28
晶胞的两个基本要素
晶胞的大小和形状：可用晶胞参数来表示，晶轴三个方
向确定后，a, b, c, , , 描述晶胞边长、晶面夹角
晶胞的内容：原子的种类、数目
ZM
15
晶体生长
速率适当
凝固
凝华
结晶
16
晶体生长
速率适当
17
Crystalline Solid
Glass
(Amorphous Solid)
18
2.晶体内部的微粒在空间按照一定规律做周期性重复排
列（本质区别）
Long-range-order
19
3.晶体的各向异性
石墨晶体结构
20
4. 晶体具有确定的熔点
三斜晶系
8
晶体结构与性质
9
一、物质的聚集状态
气态
物质三种聚集态
液态
晶体
固态
非晶体
准晶体
10
一、物质的聚集状态
11
一、物质的聚集状态
12
二、晶体与非晶体
1 .晶体的特征
13
14
1. 自发的形成凸多面体外形 （自范性）
F+V=E+2
矿物岩石学ppt课件第1-5章 晶体相关知识02
. 球体空隙
球体空隙占整体空间的25.95％。
A-四面体空隙：联结4个球体的中心形成。 B-八面体空隙：6个球体上、下两层，且错开60°， 联结其中心形成。
八面体 空隙较四 面体空隙 大些
2）. 球体空隙
六方最紧密堆积—四面体空隙和八面体空隙上下相对。 立方最紧密堆积—四面体空隙和八面体空隙相间分布。
一 双晶的概念
双晶（孪晶） 指两个（或两个以 上）空间取向互不 一致的同种晶体， 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。
正长石卡氏双晶
二 双晶要素
双晶中相邻单体之间 存在的对称要素。
1 双晶面 ：
假想的平面，若双晶 中的一个单体经过 它的反映能够与另 一个单体重合或者 平行
斜长石聚片双晶
角闪石
正长石卡氏双晶
堇青石矿物的轮式双晶（六连晶）；4×（＋）
三 双晶的结合类型与双晶律
C 复合双晶——由两个以 上的单体按不同双晶律组 成。
例：十字石的复合双晶
四 双晶的形成方式
A－按双晶的形成机理可以分： 1）生长双晶：在晶体生长过程中形成的双晶。 例如：文石的文石律接触双晶 2）转变双晶：在同质多象转变过程中，在高
2 双晶轴：
若双晶中的单体围绕此轴旋转180°， 可与另外一个单晶平行或者重合；
一般来说双晶轴都是二次轴.
3 双晶中心：
假想的点，双晶的单体通过它的反 伸操作可与另一个单体重合；（在 实际的双晶分析中很少用到）
4 双晶结合面：
双晶相邻并相互接触的单晶体之间 的分界面。
例2 例1
三 双晶的结合类型与双晶律
金属原子的电负性低，容易失去价电子成为金属 阳离子，失去的电子作为自由电子弥漫于整个晶 体中。金属阳离子通过自由电子彼此连接，构成 金属键。
球体空隙占整体空间的25.95％。
A-四面体空隙：联结4个球体的中心形成。 B-八面体空隙：6个球体上、下两层，且错开60°， 联结其中心形成。
八面体 空隙较四 面体空隙 大些
2）. 球体空隙
六方最紧密堆积—四面体空隙和八面体空隙上下相对。 立方最紧密堆积—四面体空隙和八面体空隙相间分布。
一 双晶的概念
双晶（孪晶） 指两个（或两个以 上）空间取向互不 一致的同种晶体， 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。
正长石卡氏双晶
二 双晶要素
双晶中相邻单体之间 存在的对称要素。
1 双晶面 ：
假想的平面，若双晶 中的一个单体经过 它的反映能够与另 一个单体重合或者 平行
斜长石聚片双晶
角闪石
正长石卡氏双晶
堇青石矿物的轮式双晶（六连晶）；4×（＋）
三 双晶的结合类型与双晶律
C 复合双晶——由两个以 上的单体按不同双晶律组 成。
例：十字石的复合双晶
四 双晶的形成方式
A－按双晶的形成机理可以分： 1）生长双晶：在晶体生长过程中形成的双晶。 例如：文石的文石律接触双晶 2）转变双晶：在同质多象转变过程中，在高
2 双晶轴：
若双晶中的单体围绕此轴旋转180°， 可与另外一个单晶平行或者重合；
一般来说双晶轴都是二次轴.
3 双晶中心：
假想的点，双晶的单体通过它的反 伸操作可与另一个单体重合；（在 实际的双晶分析中很少用到）
4 双晶结合面：
双晶相邻并相互接触的单晶体之间 的分界面。
例2 例1
三 双晶的结合类型与双晶律
金属原子的电负性低，容易失去价电子成为金属 阳离子，失去的电子作为自由电子弥漫于整个晶 体中。金属阳离子通过自由电子彼此连接，构成 金属键。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
● 平行六面体（parallelepiped）：空间格子中的最小单位。
面网
平行六面体
面网间距与面网密度的关系：
面网AA’间距d1 面网BB’间距d2 面网CC’间距d3 面网DD’间距d4
面网间距依次减小,面网 密度也是依次减小的.
所以: 面网密度与面网 间距成正比.
平行六面体: 结点在三维空间形成的最小重复 单位 (引出: a, b, c; α,β,γ ,称为轴长与轴角,也称晶 胞参数 ）
体外形，这些固体肯定是晶体吗？为什么？
1.1.4 布拉维法则和面角守恒定律 ● 布拉维法则：晶体通常被面网密度大的晶面所包围。 ● 晶面的生长速度与其面网密度一般呈反比关系。 ● 生长速度大的BC晶面逐渐变小，甚至消失；生长速 度小的AB、CD晶面将逐渐扩展，最后保留下来。
面网密度与晶面生长过程的关系
●面角守恒定律 丹麦矿物学家斯丹诺发现，同种晶体虽然它
们的形状和大小各不相同，但各相对应的晶面夹 角是相等的。由此提出了面角守恒定律：在相同 的温度、压力条件下，成分和构造相同的所有晶 体，其对应晶面间的夹角恒等。
石英晶体
晶面夹角与面角（晶面法线的夹角）的区 别！
它们之间的关系为互补的关系。通常 都用面角（晶面法线的夹角）表示。
的组成：基圆、直径、大 圆弧、小圆弧
5.628Ǻ
2.8148Ǻ
a
b
c
NaCl结构（a、b）及相当点
分布（c）
● 空间格子：相当点在三维空间呈格子状 排列称空间格子。 ● 空间格子是表示晶体构造规律的几何图 形，是无限图形。
空间格子
导出空间格子的方法：
首先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。
接触测角
反射测角：单圈反射测角仪
双圈反射测角仪
1.1.5 晶体的投影：
（一）极射赤平投影： 投影的原理及过程：投影球、投影面（赤平面）、
投影轴, 北极点与南极点（目测点）。
具体投影过程：球 面上任一点A与南 极点S连线，此连 线与投影面（赤道 平面）的交点A’即 为投影点。如果A 点在下半球，就与 北极点N连线。
呈周期性重复排列的固体，或说是具有格子构 造的固体。
晶体 （早期定义：自发形成规则形态的物体； 科学定义：内部结构具有周期重复性，即具 有 的物体。）
格子构造（晶体结构的周期重复规律，这种 规律是可以用格子状的图形－表示的。）
空间格子 （表示晶体结构周期重复规律的简 单几何图形。要画出空间格子，就一定要找 出相当点。）
矿物自限性
矿物自限性
晶体、非晶体与准晶体的概念
1、晶体crystal ：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。短程有序＋长程有序（short+ long range order）
2、 非晶体noncrystal ：仅短程有序
3、准晶体 quasicrystal ：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。
晶体
非晶体
SiO2
短程有序 具五次对称轴，无格子构造
兴趣点！ 1.晶体、非晶质体、准晶体有何区别？ 2.结点间距、面网密度、面网间距之间有何联系？ 3.如何根据晶体的格子构造解释其基本性质？ 4.晶体不一定呈规则的几何多面体外形，这是否与
晶体的自限性矛盾？ 5.某些固体生长时可以自发地形成规则的几何多面
晶面的球面投影 将晶面转化为球面上 的点，晶面的方位就 可用点的球面坐标方 位角与极距角来表征。 （相当于纬度与经度）
在赤平投影图上, 方位角与极距角的关系
= 0
方位角体现为投影点所在半径与起点半径的夹角， 极距角则体现为投影点距圆心的距离（h = r tan /2） 。
极射赤平投影的 工具：吴氏网，吴氏网
c
a
b
平行六面体对应的实 际晶体中相应的范围 叫晶胞。
胞
金红石晶胞
1.1.3 晶体的基本性质（所有晶体具有的共性） ● 自限性：晶体在一定条件下能够自发地 生长成规则的 几何多面体形态。 ● 均一性：同一晶体的不同部分物理化学性质完全相同。 晶体是绝对均一性，非晶体是统计的、平均近似均一性。 ● 各向异性：晶体性质随方位不同而有差异的特性同一 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。 ● 对称性：同一晶体中，晶体形态相同的几个部分（或 物理性质相同的几个部分）有规律地重复出现。 ● 最小内能性：在相同热力学条件下，与同种成分的非 晶体、液体、气体相比，其内能最小。
矿物晶体化学第一章晶体 的几何结构
1.1 晶体及其基本性质
1.1.1 晶体 ● 对晶体的认识始于外部形态的观察。 ● 晶体的传统定义：外形具有规则几何多面体
形状的固体。 ● 传统定义没有揭示晶体的本质特点。 ● 对晶体本质的揭示始于1912年应用X射线对晶
体构造进行研究。 ● 严格的晶体定义：晶体是内部质点在三维空间
空间格子（space lattice)有下列几种要素存在： ● 结点（node）：空间格子中的相当点。 ● 行列（row)：结点在直线上的排列。
行列中相邻结点间的距离称结点间距。同行列方向上结 点间距相等；不同方向的行列，结点间距一般不等。 ● 面网（net)：结点在平面上的分布。 单位面积内结点的数目称面网密度；相邻面网间的垂直 距离称面网间距。 相互平行的面网间面网密度和面网间距相等；否则一般 不等且面网密度大的其面网间距亦大。
相当点（两个条件：1、性质相同，2、周围 环境相同。）
空间格子与具体的晶体结构的关系：
可以这样认为：晶体结构是多套空间格子组成的， 见图。
具体的晶体结构是多种原子、离子组成的， 使得其重复规律不容易看出来，而空间格子就是 使其重复规律突出表现出来。空间格子仅仅是一 个体现晶体结构中的周期重复规律的几何图形， 比具体晶体结构要简单的多。
相当点 （两个条件：1、性质相同，2、周围 环境相同。）
1.1.2 相当点及空间格子 ● 相当点：结构中种类、化学性质及周围的环境、方 位完全相同的空间位置。 ● 对NaCl晶体结构，所有Na＋点属于一类等同点，所 有Cl－点属于另一类等同点。等同点位置不限于质点中 心，任 何位置能引出一类等同点且构成上图的c图形。
面网
平行六面体
面网间距与面网密度的关系：
面网AA’间距d1 面网BB’间距d2 面网CC’间距d3 面网DD’间距d4
面网间距依次减小,面网 密度也是依次减小的.
所以: 面网密度与面网 间距成正比.
平行六面体: 结点在三维空间形成的最小重复 单位 (引出: a, b, c; α,β,γ ,称为轴长与轴角,也称晶 胞参数 ）
体外形，这些固体肯定是晶体吗？为什么？
1.1.4 布拉维法则和面角守恒定律 ● 布拉维法则：晶体通常被面网密度大的晶面所包围。 ● 晶面的生长速度与其面网密度一般呈反比关系。 ● 生长速度大的BC晶面逐渐变小，甚至消失；生长速 度小的AB、CD晶面将逐渐扩展，最后保留下来。
面网密度与晶面生长过程的关系
●面角守恒定律 丹麦矿物学家斯丹诺发现，同种晶体虽然它
们的形状和大小各不相同，但各相对应的晶面夹 角是相等的。由此提出了面角守恒定律：在相同 的温度、压力条件下，成分和构造相同的所有晶 体，其对应晶面间的夹角恒等。
石英晶体
晶面夹角与面角（晶面法线的夹角）的区 别！
它们之间的关系为互补的关系。通常 都用面角（晶面法线的夹角）表示。
的组成：基圆、直径、大 圆弧、小圆弧
5.628Ǻ
2.8148Ǻ
a
b
c
NaCl结构（a、b）及相当点
分布（c）
● 空间格子：相当点在三维空间呈格子状 排列称空间格子。 ● 空间格子是表示晶体构造规律的几何图 形，是无限图形。
空间格子
导出空间格子的方法：
首先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。
接触测角
反射测角：单圈反射测角仪
双圈反射测角仪
1.1.5 晶体的投影：
（一）极射赤平投影： 投影的原理及过程：投影球、投影面（赤平面）、
投影轴, 北极点与南极点（目测点）。
具体投影过程：球 面上任一点A与南 极点S连线，此连 线与投影面（赤道 平面）的交点A’即 为投影点。如果A 点在下半球，就与 北极点N连线。
呈周期性重复排列的固体，或说是具有格子构 造的固体。
晶体 （早期定义：自发形成规则形态的物体； 科学定义：内部结构具有周期重复性，即具 有 的物体。）
格子构造（晶体结构的周期重复规律，这种 规律是可以用格子状的图形－表示的。）
空间格子 （表示晶体结构周期重复规律的简 单几何图形。要画出空间格子，就一定要找 出相当点。）
矿物自限性
矿物自限性
晶体、非晶体与准晶体的概念
1、晶体crystal ：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。短程有序＋长程有序（short+ long range order）
2、 非晶体noncrystal ：仅短程有序
3、准晶体 quasicrystal ：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。
晶体
非晶体
SiO2
短程有序 具五次对称轴，无格子构造
兴趣点！ 1.晶体、非晶质体、准晶体有何区别？ 2.结点间距、面网密度、面网间距之间有何联系？ 3.如何根据晶体的格子构造解释其基本性质？ 4.晶体不一定呈规则的几何多面体外形，这是否与
晶体的自限性矛盾？ 5.某些固体生长时可以自发地形成规则的几何多面
晶面的球面投影 将晶面转化为球面上 的点，晶面的方位就 可用点的球面坐标方 位角与极距角来表征。 （相当于纬度与经度）
在赤平投影图上, 方位角与极距角的关系
= 0
方位角体现为投影点所在半径与起点半径的夹角， 极距角则体现为投影点距圆心的距离（h = r tan /2） 。
极射赤平投影的 工具：吴氏网，吴氏网
c
a
b
平行六面体对应的实 际晶体中相应的范围 叫晶胞。
胞
金红石晶胞
1.1.3 晶体的基本性质（所有晶体具有的共性） ● 自限性：晶体在一定条件下能够自发地 生长成规则的 几何多面体形态。 ● 均一性：同一晶体的不同部分物理化学性质完全相同。 晶体是绝对均一性，非晶体是统计的、平均近似均一性。 ● 各向异性：晶体性质随方位不同而有差异的特性同一 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。 ● 对称性：同一晶体中，晶体形态相同的几个部分（或 物理性质相同的几个部分）有规律地重复出现。 ● 最小内能性：在相同热力学条件下，与同种成分的非 晶体、液体、气体相比，其内能最小。
矿物晶体化学第一章晶体 的几何结构
1.1 晶体及其基本性质
1.1.1 晶体 ● 对晶体的认识始于外部形态的观察。 ● 晶体的传统定义：外形具有规则几何多面体
形状的固体。 ● 传统定义没有揭示晶体的本质特点。 ● 对晶体本质的揭示始于1912年应用X射线对晶
体构造进行研究。 ● 严格的晶体定义：晶体是内部质点在三维空间
空间格子（space lattice)有下列几种要素存在： ● 结点（node）：空间格子中的相当点。 ● 行列（row)：结点在直线上的排列。
行列中相邻结点间的距离称结点间距。同行列方向上结 点间距相等；不同方向的行列，结点间距一般不等。 ● 面网（net)：结点在平面上的分布。 单位面积内结点的数目称面网密度；相邻面网间的垂直 距离称面网间距。 相互平行的面网间面网密度和面网间距相等；否则一般 不等且面网密度大的其面网间距亦大。
相当点（两个条件：1、性质相同，2、周围 环境相同。）
空间格子与具体的晶体结构的关系：
可以这样认为：晶体结构是多套空间格子组成的， 见图。
具体的晶体结构是多种原子、离子组成的， 使得其重复规律不容易看出来，而空间格子就是 使其重复规律突出表现出来。空间格子仅仅是一 个体现晶体结构中的周期重复规律的几何图形， 比具体晶体结构要简单的多。
相当点 （两个条件：1、性质相同，2、周围 环境相同。）
1.1.2 相当点及空间格子 ● 相当点：结构中种类、化学性质及周围的环境、方 位完全相同的空间位置。 ● 对NaCl晶体结构，所有Na＋点属于一类等同点，所 有Cl－点属于另一类等同点。等同点位置不限于质点中 心，任 何位置能引出一类等同点且构成上图的c图形。