1结晶学与矿物学
结晶学与矿物学-晶体生长简介
➋ 在一个晶体上，各晶面间相对的 生长速度与其本身的面网密度成反比。
即 面网密度越Βιβλιοθήκη 的晶面，其生长速度越慢；而 面网密度小的晶面的生长速度则快， 以至最终消失了。
∴ 晶体上得以保存下来的晶面 是面网密度大的晶面。
实际晶体为面网密度大的面网所包围。
小结：
1．重点： 晶体生长和晶面发育的3个基本理论：
按空间格子规律，自发地集结成体积达 一定大小但仍极其微小的微晶粒即晶核。
一、层生长理论
晶体的自限性是晶体在生长过程中
按格子构造中的某些原子面网逐层 平行生长的结果。
层生长理论：科塞尔-斯特兰斯基二维成核理论。
在理想条件下，晶体的生长过程是在晶核 的基础上先长完一条行列，再长相邻的行列，
长满一层面网，再开始长第二层面网， 逐层地向外平行推移。当生长停止时， 其最外层的面网便表现为实际晶面。
意义： 解释：
➊ 晶体自发地长成面平、棱直的
规则的凸几何多面体；(晶体的自限性)
➋ 矿物晶体的环带构造；
➌ 同种矿物的不同晶体对应晶面之间 的夹角不变；(面角守恒定律)
➍ 生长锥或砂钟状构造。
注意： 实际晶体生长并非完全按照 二维生长机制进行，往往一层未长完 另一层又开始生长。
(过饱和度或过冷却度低时)
这意味着，即使是在溶液的过饱和度很低
的情况下，晶体仍可以按螺旋生长机理 而不断地生长。
➋ 晶体按螺旋生长模型生长最终会 在晶面上形成各种各样的螺旋纹。
三、布拉维法则
晶体上的实际晶面 平行于对应空间格子中 面网密度大的面网，且面网密度越大， 相应晶面的重要性也越大。
注意：
➊ 晶面的重要性， 可由晶面本身的大小， 在各个晶体上出现的频数， 以及是否平行于解理面等来衡量。
地质大《结晶学与矿物学》教学大纲
《结晶学与矿物学》教学大纲课程名称：结晶学与矿物学适用专业：资源勘查工程总学时：48 理论学时：32 实验学时：16编写人：审订人：一、课程的性质与任务《结晶学与矿物学》是资源勘查工程专业的一门重要的专业基础课，属必修课。
它为以后各有关专业课程，尤其是晶体光学和三大岩石学的学习奠定基础，并为矿产资源勘查与开发提供服务。
二、课程内容与学时分配绪论第一章晶体和非晶质体 2 学时晶体的定义；空间格子；晶体的基本性质第二章晶体的对称 2学时对称的概念和晶体的对称；对称操作和对称要素；对称型的概念；晶体的对称分类第三章晶体定向和结晶学符号 2学时晶体定向；晶面学符号第四章单形和聚形 2学时单形的概念；47种几何学单形；单形符号；聚形第五章实际晶体和晶体的规则连生 2学时平行连生；双晶；实际晶体和晶面花纹第六章矿物的晶体化学 2学时元素的离子类型；原子和离子半径；球体的最紧密堆积原理；配位数和配位多面体；类质同象；有序-无序结构、同质多象及多型第七章矿物的物理性质 2学时光学性质；力学性质；其它性质第八章矿物的成因和成因标志 2学时形成矿物的地质作用；矿物的形成条件；矿物的变化第九章矿物的分类和命名 2学时第十章自然元素大类第十一章卤化物矿物大类第十二章硫化物及其类似化合物大类 2学时简单硫化物；对硫化物及其类似化合物第十三章氧化物和氢氧化物大类 2学时氧化物；氢氧化物第十四章硅酸盐矿物 8学时岛状硅酸盐亚类；环状硅酸盐亚类；链状硅酸盐亚类；层状硅酸盐亚类；架状硅酸盐亚类第十五章其它含氧盐矿物 2学时碳酸盐矿物；硫酸盐矿物；其它含氧盐矿物三、基本要求通过本课程教学和实验各环节的学习，要求学生掌握有关晶体和矿物的基本概念和基本规律。
结晶学部分要求进行晶体理想模型分析，找出全部对称要素、确定所属晶系和晶族，然后对晶体进行定向，求出晶面符号、单形符号；矿物学部分要求掌握常见矿物的化学成份、内部结构、主要物性、成因产状，使学生掌握观察、认识和描述矿物的基本方法和技能，用肉眼熟练鉴定近百种矿物，培养学生对地质问题的观察和逻辑思维能力。
结晶学与矿物学笔记
结晶学与矿物学笔记一．【结晶学及其发展史】（第一章）1．结晶学：结晶学也称为晶体学，是以晶体为研究对象、以晶体的对称规律为主要研究内容的一门基础性的自然学科。
2．简史：1669年，斯丹诺;面角守恒定律。
1784.阿羽伊；整数定律。
1809、魏斯；晶体的对称定律。
1830、赫赛尔；32种对称型（点群）。
1855、布拉维；14种布拉维格子。
1867、加多林；32种对称型（点群）。
1899、费德洛夫和圣夫利斯；230种空间群。
1895、X射线。
1909、劳埃；X射线对晶体的衍射及结构规律研究。
1960~、布拉格父子；测定了大量晶体结构。
1956~1960、用电子显微镜观察晶体结构的晶格像。
1984、肖特曼等；发现准晶体，由此，“准晶体学”分支学科形成。
3.学科分支：晶体化学、晶体物理学、晶体结构学、晶体生长学。
4.意义：结晶学是矿物学、材料学、生命科学等许多学科的基础，而矿物学是整个地球科的基础，材料学是人类赖以进步的基石。
故曰，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。
二．【晶体的定义及相关概念】1.晶体：内部质点在三维空间上周期性平移重复排列（也称格子构造）构成的固体物质。
或晶体是具有格子构造的固体。
2.格子构造：晶体内部结构最基本的特征是内部质点在三维空间内周期性平移重复排列，即格子构造。
3.空间格子：表示晶体内部结构中质点周期性重复排列规律的几图形。
4.相当点：满足（1）.点的内容相同，（2）.点的周围环境相同的条件的点。
5.空间格子三要素：（1）结点，空间格子中的点，代表晶体结构中的相当点（2）行列.结点在直线上的排列即构成行列，空间格子中的任意两个结点联接起来就一条行列的方向行列中相邻结点间的距离称该行列的结点间距。
(3).面网，结点在平面上的分布即构成面网，空间格子中任意两个相交的行列决定一个面网。
一个面网上的结点分布定可以连接成一个一个的平行四边形。
面网上单位面积内结点的密度称为面网密度。
结晶学矿物学复习资料
结晶学矿物学复习资料结晶学与矿物学复习资料一、结晶学1、结晶学定义：结晶学是研究晶体形态、结构、性质及其变化规律的科学。
2、晶体与非晶体：晶体是指具有规则几何外形、内部原子或分子呈有序排列的固体物质；非晶体则不具备这些特征。
3、晶体的基本性质：具有规则的几何外形、固定的熔点、各向异性等。
4、晶体的结构特点：原子或分子按照一定规律在三维空间中周期性重复排列。
5、晶体的单形与多面体：单形是指同一空间点阵中，由相同数目邻接的平面围成的几何多面体；多面体是指由许多大小不同的平面围成的几何体。
6、矿物分类：矿物分为金属矿、非金属矿和能源矿三类。
二、矿物学1、矿物定义：矿物是指在地质作用中形成的有一定化学成分和物理性质的独立晶体。
2、矿物的分类：根据矿物的化学成分和晶体结构，将其分为离子型、共价型和金属型三类。
3、矿物的命名：根据矿物的化学成分或晶体结构等特点，按照一定的命名规则进行命名。
4、矿物的物理性质：包括颜色、光泽、硬度、解理等。
5、矿物的化学组成：包括主要元素、次要元素和痕量元素等。
6、常见的矿物：常见的矿物包括石英、长石、云母、辉石、橄榄石等。
三、结晶学与矿物学的关系1、结晶学是矿物学的基础：了解晶体的结构特点、形态特征和性质，是研究矿物的基础。
2、矿物学是结晶学的应用：通过研究矿物的物理性质、化学成分和晶体结构，可以更好地了解晶体的性质及其变化规律。
总之，结晶学与矿物学是相互关联的科学领域。
结晶学是研究晶体形态、结构、性质及其变化规律的科学，而矿物学则是在结晶学的基础上，研究矿物的物理性质、化学成分和晶体结构等方面的内容。
了解这两门学科的基本概念和知识，对于深入学习地质学、材料科学等相关领域具有重要意义。
矿物学复习资料一、引言矿物学是地球科学的一个分支，主要研究矿物的分类、组成、结构、性质、成因、分布以及它们在地球上的演变过程。
作为地质学的一门基础学科，矿物学涉及到岩石学、地球化学、古生物学等多个领域。
结晶学与矿物学课件 1结晶学与矿物学__第一章_晶体及其性质
具有占据最大空间的运动趋势，稳定性差；
液体：流动作用使质点移动，所以其决定于容器的
形状；
非晶质体：质点运动类似晶体，质点处于振动状态，
且质点的相对移动极为困难。但时间加长，这种 运动可以显现出来，在温度较高时，这种运动更 为显著。
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
头接耳,关手机,作笔记。 总成绩=平时课堂表现30%+实验报告
20%+期末考试50%
第一篇 结晶学 Crystallography
第一章 晶体及结晶学
第一节 结晶学及其发展历史
对象：晶体 （生成和变化、外部形态几何规律、 内部结构、化学成分、物理性质）
地位：地球科学主干课程，专业基础课？
常林钻石
➢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
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
定的，与T、P有关。
势能——质点间相互位置所决定的，与质点的排列有关。
结晶学及矿物学
结晶学及矿物学结晶学和矿物学是自然科学中重要的分支，在地质学、化学、物理学、工程学等方面都有重要的应用。
那么，什么是结晶学和矿物学呢？一、结晶学结晶学研究晶体的结构、形态、成因、晶界、磁性等方面的问题。
晶体是同种物质经过化学反应和物理变化而形成的，其结构及特性受到成矿条件等因素影响。
晶体的成长受到温度、压力、溶液中物质的浓度、饱和度、溶解度等因素的影响，并且晶体的成长过程还受到表面张力、形态学因素、化学反应、电场和磁场等多种因素的影响。
结晶学早期主要是制定种类多样、特性复杂的晶体系统、晶体学理论和晶体学工艺学规律，并探讨晶体与物质世界中其他现象（如光、电、磁、力等）之间的关系，以及它的应用领域包括传感器、半导体、生物等。
二、矿物学矿物学是研究矿物的性质、成因、结构、分类、分布、利用等问题的学科。
矿物是自然界中的无机化合物和元素的矿物或矿物凝聚体。
矿物的成因与地质学密切相关，同时与生物和化学等多方面有关。
在矿物学中，研究的主要问题有矿物的物理、化学和结构特性，以及矿物的成因、分类、分布、利用等。
矿物学的研究对象除了矿物本身，还包括自然界中的各种矿物形态和组成等问题，被广泛应用于矿产资源勘查、地质勘探、环境保护等领域。
此外，矿物学还被应用于冶金、建筑材料等领域，对经济以及社会发展至关重要。
结晶学和矿物学的研究领域虽然有所不同，但两者常常交叉应用。
例如，在研究晶体成长时，研究人员可以使用矿物学中的分析方法来分析晶体中所含有的矿物成分，同时对同一种矿物的晶体形态进行研究也可以使用结晶学的研究方法。
总之，结晶学和矿物学的研究对于科学技术的发展和人类的生产生活起到了非常重要的作用。
我们应该积极关注和支持这两个学科的发展，不断推动其应用和卓越性的发展。
结晶学与矿物学名词解释
1晶体基本性质：自限性，均一性，异向性，对称性，最小内能性，稳定性2晶体：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。
或具有格子状构造的固体。
晶体习性：在一定的外界条件下，矿物晶体常常生长出的习见形态，称为晶体习性。
非晶质体：内部质点在三维空间不呈规律性重复排列的固体或不具有格子状构造的固体。
准晶体：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。
结晶习性：在一定的条件下，矿物晶体趋向于按照自己内部结构的特点自发形成某些特定的形态。
3聚形纹：不同单形交替生长而使它们的晶面规律性交替出现进而在晶体的某些晶面上形成的一系列直线状平行条纹聚片双晶纹：双晶结合面的痕迹，晶体内外均可见4空间群：晶体结构中对称要素的组合称为空间群。
5赋存水状态：吸附水，层间水，沸石水，结晶水，结构水6矿物七大类：自然元素矿物大类，金属互化物，硫化物及其类似化合物，氧化物和氢氧化物，含氧盐矿物，卤化物，有机矿物及准矿物8布拉维法则：实际晶体的面网常常是由晶体格子构造中面网密度大的面网发育成的。
9面角恒等定律：同种物质的晶体，其对应晶面间的夹角守恒。
10晶体对称定律：晶体中只存在1次、2次、3次、4次和6次对称轴，不会出现5次以及6次以上的对称轴。
11晶带定律：晶体上任一晶面至少属于两个晶带。
或：任意两晶面相交必决定一个可能晶带，任意两晶带相交必决定一个可能晶面。
13显晶集合体：是肉眼或借助于放大镜即能分辨出矿物各单体的集合体。
隐晶集合体、只在显微镜的高倍镜下才可分辨矿物单体的集合体14矿物的光学性质：颜色，条痕，光泽，透明度。
15自色、他色与假色自色：是矿物本身固有化学成分和晶体结构决定的对自然光选择性吸收、折射和反射而表现出来的颜色，是光波与晶格中的电子相互作用的结果。
他色：矿物因含外来的带色杂质所形成的颜色。
假色：自然光照射到矿物表面或内部，受到某种物理界面的作用而发生干涉、衍射、散射等所产生的颜色。
结晶学与矿物学名词解释
结晶学与矿物学名词解释文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）结矿名词解释1、晶体：具有格子状构造的固体2、矿物：指地质作用中形成的天然单质和化合物，具有相对固定的化学成分和内部结构，稳定于一定的物理化学条件，是构成岩石和矿石的基本单元3、矿物学：是研究矿物的化学成分、内部结构、外表形态、物理性质及其相互关系，并阐明地壳中矿物的形成和变化历史，探讨其时间和空间分布规律及其实际用途的科学4、相当点（晶体结构中的相当点）：晶体结构中性质相同、环境相同的几何点。
5、空间格子：由相当点构成的几何图形。
6、网面密度：面网上单位面积的结点数目。
7、网面间距：互相平行的相邻两网面之间的垂直距离。
8、晶格的均一性和异向性：同一晶体的各个部分质点的分布相同，故性质相同是晶体的均一性；同一晶体的不同方向上质点的排列一般不同，故晶体的性质也随方向的不同而有所差异就是晶格的异向性。
9、科塞尔原理：晶体生长过程中，晶面（晶体的最外层面网）是平行向外推移生长的。
10、布拉维法则：实际晶体的晶面是那些网面密度大的晶面。
11、面角恒等定律：成分和结构相同的晶体，其对应晶面间夹角恒等。
12、歪晶：晶体生长时，受外界条件影响而不能按其格子状构造生长，从而形成的偏离理想形态的晶形。
13、晶体的带状构造：晶体的断面上有时可见到的因成分和物理性质差异而表现出来的互相平行的条带，它是晶体生长的科塞尔原理的证据。
14、生长锥：晶体由小长大，许多晶面向外平行推移的轨迹所形成的以晶体中心为顶点的锥状体。
15、非晶质体：内部质点不作格子状排列的物质。
16、晶胞与平行六面体：由三对平行而且相等的面构成的多面体称为平行六面体，它是空间格子的最小单位。
而在实际晶体结构中这样划分出来的最小单位就是晶胞。
17、面角：指晶面法线之间的夹角。
18、晶面的极距角（ρ）和晶面的方位角（φ）：它们是在晶体的球面投影中，确定晶面的球面投影点（极点）位置的球面坐标。
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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。
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。
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
晶体 具有格子构造 既有近程规律也有远程规律 非晶体 不具格子构造 只有近程规律（无定形体）
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)
所以,晶体比非晶体稳定。自然界的固体物 质中，绝大多数是晶体。
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。
（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。 • 晶胞的形态和大小取决于晶胞参数（a、b、c； α、β、γ，也称为轴长和轴角）。
结晶学与矿物学
crystallography and mineralogy
tel：、 中南大学
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、共性指质点种类相同，周围环境（分布种类相同和取向 相同的其他质点）也一样的几何点。
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。
• 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
4.准晶体（quasicrystal)：
一种新的物态，其内部质点排列具有远程规 律，但没有平移周期，即不具格子构造。这种物 态是介于晶体与非晶体之间的一种状态。
二、空间格子
1.概念：空间格子就是表示晶体内部结构中质点周期 性重复排列规律的几何图形。
◆空间格子的导出：
（a）晶体平面结构图 （b）相当点(空间点阵)
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
一、晶体的基本概念
1.晶体的定义：
人类最早把具有天然规则几何多面体形态的固 体叫晶体。
现代对晶体的定义是：晶体（crystal)是内部 质点（原子、离子或分子）在三维空间周期性地 重复排列构成的固体物质。这种质点在三维空间 周期性地重复排列也称格子构造，所以晶体是具 有格子构造的固体。
（2）行列：结点在直线上的排列构成行列。空间 格子中任意两个结点联结起来就是一条行列的方向。 在同一行列中结点间距是相等的，在平行的行列上 结点间距也是相等的；不同方向的行列，其结点间 距一般是不等的。
空间格子中的行列
（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
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
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；
网空
• 互不平行的面网，面网密度
间 格
子
及面网间距一般不同。
中 的
面
β1
β2
β3 β4
面网密度与面网间距之间关系的示意图
结论：面网密度大的面网其面网间距也大，反之， 密度小，间距也小。
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。