晶体学试卷

15．某矿物的主折射率值分别为：1.616；1.609；1.606，则该矿物属轴晶，光性符号为，其最大双折率为；其垂直于Bxa切面上光率体的特征为。

二．判断（正确的打√、错误的打╳）（10分）1．立方最紧密堆积中最紧密排列层为（111）；而六方最紧密堆积中的最紧密排列层为（0001）。

（）2． R+/R-的比值在0.225—0.414范围内时，其配位数为6，配位多面体形状为八面体。

（）3．α－石英在870o C时，与α－磷石英之间的转变为位移型转变。

（）4．萤石CaF2结构中，Ca2+离子作面心立方最紧密堆积，F - 离子填满所有四面体孔隙。

（）5．高岭石与滑石属层状硅酸盐结构，层间靠范德华力连接，因而，二者属同一晶体结构，除元素不同外，没有结构差异。

（）6．长石是由[SiO4]相互连成的曲轴状链，向平行于a轴方向发展，因而长石属链状硅酸盐结构的晶体。

（）7．在MgAl2O4结构中，O2-可看成是按六方紧密堆积排列的，Mg2+充填于1/2的四面体空隙，而Al3+充填于1/8的八面体空隙中。

（）8．二八面体和三八面体的根本区别在于八面体的数量不同。

（）9．在描述矿物的光性时，把具有“ No< Ne ”特征的光率体叫一轴晶正光性的光率体。

（）10．二轴晶负光性的矿物，其垂直于Bxa切面上光率体特征为长短半径是 Nm、Np的椭圆。

（）三．问答（20分）1. 有一种矿物经电镜分析，确定其为片状晶体。

差热分析表明，它在150℃－250℃脱去层间水，在700℃脱去结构水，800℃－900℃发生分解反应。

其他实验表明这种矿物具有很特征的膨胀性、吸附性和离子交换性。

常用于漂白、过滤、净化等工艺。

指出这种矿物的名称，简要说明其判断依据并预测该矿物的其它物理性质。

2.指出单偏光显微镜的装置特点，说明在该系统下可观测晶体的哪些光学性质？如何测定相邻的两种矿物之间相对折射率值的大小？四．计算与简答（25分）1．试计算等大球体在立方密堆积中空间堆积系数K=？2．画出钙钛矿的结构图，分析其结构，并用Pauling规则详细说明钙钛矿结构是否符合该规则。

3．画出MgO的（110）及（111）晶面上的原子排列图。

4．说明晶体场理论的要点，并用晶体场理论解释尖晶石晶体结构。

5．简要说明α－石英，α－方石英，α－鳞石英的结构特点。

五．论述分析题（30分）1．试述硅酸盐矿物结构的特点。

2．有A、B、C三种晶体其化学式分别为A：Al4[Si4O10](OH)8B：Na[AlSi3O8] C：β－ZnS①写出A、B、C三种矿物的种名。

②描述三种矿物的晶体结构特征。

③指出三种矿物在矿物学中分类的位置。

④对比A、B矿物的形态并预测这两种晶体的特征物理性质。

《结晶矿物学》试题（A）答案一.填空（15分）3.最小内能性、稳定性、对称性、异向性、均一性、自限性。

2. 六方最紧密堆积和立方最紧密堆积。

3. 离子的构型、数量、离子的半径比和离子的极化等。

4. 吸附水、结晶水、结构水、层间水、沸石水。

5. 3L44L36L29PC属立方晶系、a=b=c，α=β=γ=90°。

6. 立方体，菱形十二面体，八面体。

7. ABAB……AB，2/3，八面体，Al2O3。

8. 铝离子替代硅氧四面体中的硅离子而形成的硅酸盐铝离子位于硅氧四面体团外而形成的硅酸盐。

双重（二重）。

9．可塑性、膨胀性、绸性、分散性、凝聚性、粘性、触变性、离子交换性。

10．1∶1，二八；2∶1，三八。

11．Al3+，架、层、链、环、岛，岛。

12．同质多像变体，结构。

13．撤销外力后，能否恢复原形状。

14．正，矿物。

15．二，正，0.01，1.609；1.606。

二．判断（正确的打√、错误的打╳）（10分）1．√， 2．╳， 3．╳， 4．╳， 5．╳，6．╳， 7．╳， 8．╳， 9．√， 10．╳三．问答（20分）1. 这种矿物为蒙脱石，判断依据：①晶形②差热曲线特征③实验数据。

预测性质：硬度小、比重低、发育解理、具离子交换性能和吸附性能。

4.光路系统中只有下偏光。

可观察晶体的形态、解理、颜色、多色性、吸收性、突起、边缘（轮廓）、贝克线、糙面等，可根据突起、边缘（轮廓）、贝克线、糙面等现象测定相邻的两种矿物之间相对折射率值的大小。

四．计算与简答（25分）1. 在立方密堆积中，在立方密堆积中，第三层球堆积在八面体空隙的位置上，形成了ABC.ABC……ABC的规律重复。

设立方体的边长＝a 四面体的边长＝a有：a＝4r 即a＝2r每个单位立方面心中有四个球，球所占的体积＝4×4/3（πr3）立方单位体积＝a3＝（2r）3因此,K＝四个球的体积/立方单位体积＝74.05％2.钙钛矿的结构图据鲍林规则有：S总＝S Ca2＋＋S Ti4＋＝4×2/12＋2×4/6＝2，而O2－＝2所以：S总＝O2－的电价，因此，符合鲍林规则。

3. MgO的（110）及（111）晶面上的原子排列图。

（110）晶面（111）晶面4.晶体场理论的要点如下：①一个球形离子（过渡元素）在四面体场和八面体场中都要发生能级分裂。

②在四面体场中，导致dxy、dxz、dyz三个轨道能量上升2/5Δt，同时造成了dx2-y2，dz2二个轨道能量下降3/5Δt。

③在八面体场中，导致dx2-y2，dz2二个轨道能量上升3/5ΔO，同时造成了dxy、dxz、dyz三个轨道能量下降2/5ΔO。

④一个过渡元素离子从d轨道未分裂的状态进入到八面体场中时，在能量上有所降低，变得更加稳定。

⑤一个给定的过渡元素离子，在八面体结晶场中的稳定能总是大于四面体场中的稳定能。

八面体的择位能决定着离子优先进入八面体中的顺序和占位情况。

尖晶石B〔AB〕O4型结构中，B为3价阳离子，A为2价阳离子，此时，OSPE2＋>OSPE3＋，所以二价离子A 优先进入八面体空隙，面剩下的3价B离子，一半进入四面体空隙，另一半进入八面体空隙，形成B〔AB〕O4反尖晶石型结构。

6．石英具有典型的架状结构，其[SiO4]四面体的连接方式有如下几种:（1）α—石英属六方晶系。

结构特征为：C+扭曲（2）α—磷石英属六方晶系。

结构特点为：P（3）α—方石英属立方晶系。

对称特点为：C]中的每个氧都成为桥式氧，被公用，这样联结后，无限扩展，就形成了庞大的架[SiO4]的联结特征彼此不同，因此，三种石英的结构各有特点。

状结构，[SiO4五．论述分析题（30分）3．要点①硅酸盐矿物的化学组成、结构的总体特征；②分述岛状、环状、层状、链状、架状结构的硅酸盐矿物具体结构；③硅酸盐矿物的特征结构的意义（在材料开发研究过程中）4．要点⑤A－高岭石、B－钠长石、C－闪锌矿。

⑥高岭石－属二八面体的1∶1型的层状结构的粘土矿物（铝的硅酸盐矿物）。

钠长石－属架状结构的铝硅酸盐矿物，结构中有四方环－曲轴链－庞大的架。

闪锌矿－属立方面心结构，S2－离子呈立方最紧密堆积，位于立方面心的结点位置，Zn2＋离子交错地分布于1/8小立方体的中心，即1/2 的四面体空隙中，CN＋＝CN－＝4；极性共价键，配位型共价晶体。

〔ZnS〕四面体，在空间以共顶方式相连接。

4⑦高岭石－含氧盐大类－硅酸盐类－层状硅酸盐亚类－高岭石族－高岭石种。

钠长石－含氧盐大类－硅酸盐类－架状硅酸盐亚类－长石族－钠长石种。

闪锌矿－硫化物大类－闪锌矿、纤锌矿族－闪锌矿种。

⑧高岭石－呈六角板状的集合体、片状单体形态。

预测：解理发育、比重小、硬度低、颜色可据吸附离子的不同而有所差异，表面常有吸附水，可作为插层复合材料的基体材料。

钠长石－呈板状或长柱状单体形态，集合体为致密块状，预测：解理发育、比重较大、硬度较高，色浅、玻璃光泽、透明度高，可作为高温熔剂使用。

《结晶矿物学》课程测试试题（A）考试日期：年月日学号：姓名：考试时间：2h ；满分：100一.填空（15分）1.晶体的基本性质是：。

2. 等大球体最紧密堆积时，最基本的堆积方式有：。

3. 决定离子晶体结构的基本因素是：。

4. 矿物中水的存在方式有：。

5. 方铅矿常具有立方体的形状，其对称型应为、属晶系、该晶系的晶体常数为。

6. 萤石在碱性介质中，可结晶成形状，在中性介质中，可结晶成形状，在酸性介质中，可结晶成形状。

7. α—Al2O3结构可看成O2－离子按六方最紧密堆积的方式排列，即形成形式重复型，而Al3＋离子填充于的空隙，使化学式成为。

8. 铝硅酸盐是。

铝的硅酸盐是。

所以，铝在硅酸盐中具作用。

9．粘土矿物的基本特性是。

10．高岭石结构属型，其八面体为；滑石结构属型，其八面体为。

11．在硅酸盐矿物中，代替[SiO4]中的硅是一种较为普遍现象，但代替的可能性由逐渐减小，而在的硅酸盐矿物中，这种现象不可能出现。

12．β－ZnS和α－ZnS二者互为，其区别主要在于不同。

13．矿物的弹性与挠性主要的区别在于。

14．某矿物通过测定，其Ne =1.632，No =1.640，该矿物为突起，提升镜筒，贝克线向方向移动。

15．某矿物的主折射率值分别为：1.616；1.609；1.606，则该矿物属轴晶，光性符号为，其最大双折率为；其垂直于Bxa切面上光率体的特征为。

二．判断（正确的打√、错误的打╳）（10分）1．立方最紧密堆积中最紧密排列层为（111）；而六方最紧密堆积中的最紧密排列层为（0001）。

（）2． R+/R-的比值在0.225—0.414范围内时，其配位数为6，配位多面体形状为八面体。

（）3．α－石英在870o C时，与α－磷石英之间的转变为位移型转变。

（）4．萤石CaF2结构中，Ca2+离子作面心立方最紧密堆积，F - 离子填满所有四面体孔隙。

（）5．高岭石与滑石属层状硅酸盐结构，层间靠范德华力连接，因而，二者属同一晶体结构，除元素不同外，没有结构差异。

（）6．长石是由[SiO4]相互连成的曲轴状链，向平行于a轴方向发展，因而长石属链状硅酸盐结构的晶体。

（）7．在MgAl2O4结构中，O2-可看成是按六方紧密堆积排列的，Mg2+充填于1/2的四面体空隙，而Al3+充填于1/8的八面体空隙中。

（）8．二八面体和三八面体的根本区别在于八面体的数量不同。

（）9．在描述矿物的光性时，把具有“ No< Ne ”特征的光率体叫一轴晶正光性的光率体。

（）10．二轴晶负光性的矿物，其垂直于Bxa切面上光率体特征为长短半径是 Nm、Np的椭圆。

（）三．问答（20分）1. 有一种矿物经电镜分析，确定其为片状晶体。

差热分析表明，它在150℃－250℃脱去层间水，在700℃脱去结构水，800℃－900℃发生分解反应。

其他实验表明这种矿物具有很特征的膨胀性、吸附性和离子交换性。

常用于漂白、过滤、净化等工艺。

指出这种矿物的名称，简要说明其判断依据并预测该矿物的其它物理性质。