结晶学矿物学试题

考试课程名称：结晶学及矿物学学时：60学时

考试方式：开卷、闭卷、笔试、口试、其它

考试内容：

一、填空题（每空0.5分，共17分）

1．晶体的基本性质有、、、、和。

2．结晶学中，{hkl}是符号，（hkl）是符号，[hkl]是符号。

3．空间群国际符号P42/mnm中，P表示、42表示、n 表示、m表示、属于晶系。

4．矿物中的水，据其存在形式及在结构中的作用分为、、、和。

5．等大球最紧密堆积有和两种基本形式，球体之间存在和两种空隙类型。

6．按最外层电子构型。通常将阳离子划分为、和等三种离子类型。

7．矿物的颜色，据其产生的原因通常可分为、和三种。8．根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：、、。

9．正长石常见的双晶是，斜长石的双晶是。

二、名词解释：（每个2分，共10分）

1．TOT型结构2．对称型3．尖晶石型结构4．矿物的硬度5．类质同像

三、将下列单形符号所表示的几何单形名称填入表中（各写出一种，共6

四、问答题（25分）

1、举例说明矿物解理产生的原因。（6分）

2、以Si为原始几何点，找出它的相当点，画出空间格子的平面格子（A图）；以O为原始几何点，找出它的相当点，画出相应的空间格子的平面格子（B图）。这两种情况下画出的平面格子相同吗？为什么？（6分）

A图B图

3、试从晶体化学的角度解释Al2SiO5的同质多象现象，并分析它们所代表的温度压力条件？（7分）

4、层间域是什么？层间域中的内容会影响矿物的哪些特性？（6分）

五、聚形分析（3个模型，每个7分，共21分）

注：硅酸盐类矿物的晶体化学式写出硅氧骨干即可

《结晶学及矿物学》（60学时）试题参考答案

一、填空题

1.自限性、均匀性、对称性、各向异性、最小内能性、稳定性

2.单形、晶面、晶棱/晶带

3.原始格子、四次中性螺旋轴、对角线滑移面、对称面、四方

4.吸附水、结晶水、结构水、层间水、沸石水

5.立方最紧密堆积、六方最紧密堆积、四面体、八面体

6.惰性气体型、铜型、过渡型

7.自色、他色、假色

8.一向延长型、二向延长型、三向延长型

9.卡斯巴双晶、聚片双晶

二、名词解释

TOT型结构：层状硅酸盐的一种基本结构单元层，它是由两层四面体层和一层八面体层构成。其中T代表四面体层，O代表八面体层。

对称型：宏观晶体中，所有对称要素的组合。例如：立方体的对称型为m3m。尖晶石型结构：是A2+B3+2O4型氧化物的一种结构。O2-作立方最紧密堆积，A2+充填1/8的四面体空隙，B3+充填1/2的八面体空隙的结构。尖晶石就具有这种结构。

矿物的硬度：是指矿物抵抗外界刻划、挤压等作用的能力。摩氏硬度是一种常用的矿物的硬度描述方法。

类质同像：是指晶体结构中，某种质点被相似的质点所替代，键型和晶格类型不变，只是在晶胞参数略有变化，宏观性质有所改变的现象。

三、将下列单形符号所表示的几何单形名称填入表中

1.答：解理的产生严格受其晶体内部结构因素（晶格、化学键类型及其强度和分布）的控制，常沿面网间化学键力最弱的面网产生。下面按照晶格类型，将解理产生的原因分别描述如下：

1）在原子晶格中，各方向的化学键力均等，解理面∥面网密度最大的面网。例如：金刚石晶体的解理沿{111}产生。

2）离子晶格，因静电作用，解理沿由异号离子组成的、且面网间距大的电性中和面网产生，例如：石盐的解理沿{100}产生；或者，解理面∥两层同号离子层相邻的面网，例如：萤石的解理沿{111}产生。

3）多键型的分子晶格，解理面∥由分子键联结的面网，例如：石墨的解理沿{0001}产生。

4）金属晶格，由于失去了价电子的金属阳离子为弥漫于整个晶格内的自由电子所联系，晶体受力时很容易发生晶格滑移而不致引起键的断裂。故金属晶格具强延展性而无解理。

2.答：图A中蓝色的图形为Si为研究对象所画的平面格子，图B中蓝色的图形为O为研究对象所画的平面格子。图形相同。因为空间格子是反映晶体的格子构造规律性的几何图形。同一种晶体它的规律性是相同的，与选取的对象无关。因此，按照不同研究对象所画的平面格子相同。

A图

3.答：Al2SiO5的同质三像变体晶体结构中，Si4+全部为四次配位，并呈孤立的[SiO4]

四面体。两个Al3+中的一个均与氧呈六次配位，并以共棱的方式联结成平行于c 轴方向延伸的[AlO6]八面体链，剩余的另一个Al3+在三种矿物中的配位数各不相同。在红柱石中为五次配位，在蓝晶石中为六次配位，在夕线石中为四次配位。

这三种矿物中1/2的Al3+在配位数上的变化，反映其形成的温压条件。一般情况下，蓝晶石产于高压变质带或中压变质带的较低温部分，因高压低温易形成六次配位形式的Al。红柱石产于低压变质带的较低温部分，因低温低压易形成罕见的五次配位形式的Al。夕线石产于中压或低压变质带的较高温部分，因低压高温易形成四次配位形式的Al.。

4.答：层间域是指层状硅酸盐结构中，结构单元层之间的区域。如果结构单元层内部电荷已达平衡，则层间域中无须其它阳离子存在；如果结构单元层内部电荷未达到平衡，则层间域中有一定量的阳离子（如K+、Na+、Ca2+等），还可以吸附一定量的水分子或有机分子。层间域中有无离子，不同离子的存在或分子的吸附，将大大影响矿物的物理性质，例如：吸附性、离子交换性、弹性、挠性等。

五、聚形分析

说明：该题选取三个不同晶系晶体模型，考核学生对聚型分析掌握的熟练程度。首先分析出晶体的对称型（1分），确定其所属晶系（0.5分）。接着给晶体定向（0.5分），并写出其晶体常数（0.5分）。之后写出对称型的国际符号（1分）。最后确定组成该晶体的单形名称和单形符号（3.5分）。预计同学们需要20分钟时间完成。

六、矿物的肉眼鉴定

说明：该题选择三种不同类型的矿物，考核学生对常见矿物肉眼鉴定的熟练程度。首先描述矿物的形态（1分），矿物的光学性质（1.5分），接着描述矿物的力学性质（1.5分），然后描述矿物的其他性质（1分），最后根据前面观察描述的内容，确定矿物的名称和化学式（2分）。预计同学们需要20分钟时间完成。