[理学]1结晶学与矿物学.ppt

结晶学与矿物学crystallography and mineralogy crystallography and mineralogy课程简介 结晶学与矿物学是地球科学主干课程、专业基础课 课程研究对象：晶体和矿物 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、理性、共性 与后续矿物学形成明显的对比 矿物学：以矿物晶体为研究对象，主要研究各具体矿物晶体的成分、物理性质、成因特点等。 特点：经验性、具体性、归纳分类性、感性、个性 晶体和矿物与我们日常生活也有密切联系： 衣— 防火衣 食— 中药矿物药 朱砂 硫磺 蒙脱石 宝玉石 课程目的要求 通过学习，要求对矿物晶体有系统的认识和了解，掌握矿物内外属性、形成作用及其在人类生产生活中的用途，为进一步学习后续专业课程奠定基础。 考查与考核相结合，严格评分标准，公平合理。 第一篇 结晶学基础（50%学时）（研究对象——晶体） 第一章 晶体与晶体的基本性质 第二章 晶体生长模型与面角恒等定律 第三章 晶体的测量与投影 第四章 晶体的外部对称 第五章 晶体定向与晶体符号 第六章 单形与聚形 第七章 晶体的规则连生 第八章 晶体结构 第九章 晶体化学 第二篇 矿物学（50%学时）（研究对象——矿物(天然产出的晶体)） 第十章 矿物与矿物学的发展趋势 第十一章 矿物的形态 第十二章 矿物的物理性质 第十三章 矿物的化学成分 第十四章 矿物的命名与分类 第十五章 自然元素矿物大类 第十六章 金属互化物矿物大类 第十七章 硫化物及其类似化合物矿物大类 第十八章 氧化物和氢氧化物矿物大类 第十九章 含氧盐矿物大类（一） 第二十章 含氧盐矿物大类（二） 第二十一章 卤化物矿物大类 第一篇 结晶学基础结晶学（晶体学）发展历史及分支学科简介 结晶学始于17世纪中叶人类的矿业活动，与天文学一起成为人类认识物质世界发展最早的两门自然科学。 17～18世纪：以研究晶体形态为主，也初步推测研究晶体内部结构的几何规律； 19世纪末～20世纪初：X－射线的发现及其对晶体结构的测量，进入晶体内部结构研究阶段； 20世纪70年代以来：透射电镜研究晶体内部超微结构细节； 20世纪80年代，发现准晶体，开辟了晶体对称理论新领域。 分支学科： 几何结晶学－研究晶体宏观形态几何规律，主要是对称规律。 晶体结构学－研究晶体内部结构几何规律及缺陷。 晶体化学－研究晶体成分与结构的关系。 晶体生长学－研究晶体生长机理及其影响因素。 晶体物理学－研究晶体物理性质及其产生机理。 以晶体形态对称规律及晶体内部结构对称规律为主，简介晶体化学与晶体生长。 第一章 晶体与晶体的基本性质crystal and the ultimate properties of crystal 本章概要 1.晶体、非晶体 2.空间格子——抽象，难点 3.晶体6个基本性质 石盐的晶体结构 2.不具格子构造的物质称为非晶体或非晶态 3.晶体与非晶体在一定条件下可以互相转化 非晶态 晶态 (晶化 ，自发进行) 晶态 非晶态 (非晶化 ，需要外能) 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。 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是什么关系？ 可以认为具体的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。 2.空间格子的要素： （1）结点：是空间格子中的点，它们代表晶体 结构中的相当点。在实际晶体中,结点的位置一定 由同种质点所占据。在空间格子中，它们只有几 何意义，为几何点。 （3）面网：结点在平面上的分布构成面网。 空间格子中不在同一行列上的任意三个结点就可以联结成 一个面网，即任意两个相交的行列就可以决定一个面网。 面网上单位面积内结点密度称为面网密度。 相互平行的面网，面网密度相同，面网间距（两相邻面网 间的垂直距）也必定相等； 互不平行的面网，面网密度 及面网间距一般不同。 （4）平行六面体：是空间格子中所划分出的最小 重复单位。它由六个两两平行而且相等的面组成。 实际晶体结构中所划分出的这种最小重复单位, 称为晶胞。 整个晶体结构可视为晶胞在三维空间平行地、 毫无间隙地重复累叠而成。 晶胞的形态