结晶学与矿物学_工学思维导图
结晶矿物学 02-晶体生长
第二章 晶体生长理论
2-3 晶体生长模型 2. 螺旋生长理论模型 (screw growth)
Frank 等人（1949，1951）的实验证实：气相结晶时，1%的过饱和度即 可。另外，发现实际晶体总是存在台阶位错。
第二章 晶体生长理论
2-4 晶面的发育
1. 布拉维法则
晶体上的实际晶面平行于面网密度大的面网，这就是 布拉维法则 (law of Bravais)。
第二章 晶体生长理论
1.层生长理论模型 (layer growth)
层生长理论示意图
第二章 晶体生长理论
1.层生长理论模型 (layer growth)
证据：
（a）晶体表面的几何形态 （b）环带结构（zoning） （c）砂钟构造 （d）面角恒等 （e）晶面阶梯状生长纹
第二章 晶体生长理论
第二章 晶体生长理论
2-5 影响晶体生长的外部因素
2. 温度
温度的变化直接导致过饱和度或过冷却度的变化，从而 改变了晶面的比表面自由能及不同晶面间的相对生长速 度，所以会形成不同的晶体形态。
第二章 晶体生长理论
2-5 影响晶体生长的外部因素
第二章 晶体生长理论
3. 杂质
溶液中杂质的存在，可以改 变晶体不同面网的表面能， 所以其相对生长速度也会 随只变化而影响晶体的形 态。
4. 粘度
粘度的加大，会防碍涡流的 产生，溶质的供给只能一 扩散的方式来进行，造成 物质供给不足。产生骸晶。
5.结晶速度
结晶速度大，则结晶中心增多，晶体长的细小，且往往 长成针状、树枝状。反之，结晶速度小，晶体长得粗大。
第二章 晶体生长理论
第二章 晶体生长理论
2-3 晶体生长模型
晶体学基础知识点及思维导图
HOMEWORKS知识点晶体结构Crystal structure 点阵结构Lattice晶胞Unit cells晶系Crystal systems布拉菲格子The Bravais lattices点群point group空间群space group关系Relationships/思维导图Mind mapping具体中文解释粒子抽象成点，形成了点阵结构，而这些点连接起来就形成了晶格，可以说点阵和晶格具有同一性，但区别于点阵具有唯一性，晶格不具有。
同样我们需要区别“lattice ”的意义 它在这应该准确的代表点阵结构而不是单单的点阵，点阵结构是具体的客观存在的而点阵是人为抽象出来的，相比于点阵对应的点阵点，点阵结构对应的就是结构基元。
晶胞堆砌成了点阵结构，晶胞又具有晶胞参数和晶胞内容两方面，也就是说可以这么表示晶胞=点阵格子+结构基元。
根据晶胞的晶胞参数我们可以把晶体的结构从宏观上分为七个方面，也就是七大晶系.七大晶系结合晶胞类型产生了14种Bravais晶格点群表示的是晶体中所包含所有点对称操作的（旋转、反应、反演）的集合。
（晶体的宏观性质不变)。
点群描述了分子结构和晶体的宏观对称性（后来老师讲点群只是对于结构基元里的原子的对称排布，我个人后来查阅思考了一下，这是局限的，点群所描述的对称性正是可以描述宏观的晶格以及肉眼可见的晶体的对称性，所以它才被引为宏观对称性。
）微观对称元素：点阵、滑移面、旋转轴（无数阶次）而晶体的宏观对称元素和微观对称元素在内的全部对称元素的一种组合就构成晶体的一种微观对称类型也就是空间群，它反应的是内部微观结构的对称性（结构基元内部原子）或者是微观的晶胞堆积方式的不同。
晶体的宏观对称性就是晶体微观对称性的宏观表现。
晶系与对称的关系：七种晶系从宏观的对称操作来看，有旋转、反射、反演，这些构成的是32种点群。
而晶系必须符合平移操作（晶体对称定律的要求），结合平移我们限定了它有14种Bravais 格子。
结晶学与矿物学实验指导书
《结晶学及矿物学》实验指导书昆明理工大学《结晶学及矿物学》实验指导书编者：周梅刘星国土资源工程学院二00四年一月目录实验一晶体的对称 (1)实验二单形、聚形 (3)实验三晶体定向、符号 (7)实验四晶体化学 (10)实验五矿物的实际形态 (12)实验六矿物的光学性质 (14)实验七矿物的力学性质及其它性质 (15)实验八矿物各论 (17)附录一可用矿物的工业分类 (19)附录二相似矿物对比表 (21)附录三稀有和分散元素在常见矿物中的半生含量表 (30)实验一晶体的对称一、要求：1．通过对晶体模型的实际操作，练习找对称要素的方法。
2．学会根据晶体对称的特点，划分晶体所属的晶族和晶系。
二、内容和方法1．找对称要素：（1）在晶体模型上找对称面、对称轴、对称中心。
（2）晶体模型上的对称要素可以在下列位置去找：●对称面（P）─可能是垂直平分晶面或垂直平分晶棱的平面；可能是包含晶棱的平面。
●对称轴（Ln）—可能是通过晶棱中点的连线；可能是通过两平行晶面中心的连线；可能是通过隅角两端的连线。
（注意：当某一对称轴可以是几种轴次时，应取最高轴次；如同时为L2、L3、L6，则应取L6为该轴的轴次。
）●对称中心（C）─将晶体置于桌子上，观察晶体上面的晶面与接触桌面的晶面是否相等平行，如果晶体中每一对晶面都是这样两两平行，同形等大，方向相反，则晶体具有对称中心。
（注意：对称中心在晶体中最多只有一个或不存在。
只要有一个晶面无对应晶面与之平行时该晶体无对称中心。
）●旋转反伸轴（L ）─在实际中常用的有L 和L ，因L 首先必须是L2，L 首先必须是L3，故在没有对称中心的晶体中，L2有可能是Li4、L3有可能是Li6，须注意观察检验。
2．利用组合定理推导晶体的对称要素：（1）先找主要对称轴：将之置于直立位置。
（2）再观察下列各项：有无包含直立轴的对称面，若有，根据定理Ln+P//→LnnP推导。
有无垂直直立轴的对称面，若有，根据定理Ln+P┴→LnPC推导。
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。
结晶学和矿物学课件-结晶矿物学综述
1
2
5
6
3
4
具 L4 4P 的平面点阵
单位平行六面体参数图解
单位平行六面体的三组棱长a、b、c及三者相互之间 的夹角α、β 、γ 是表征它们形状大小的一组参数， 称为平行六面体参数或晶格参数
βα γ
7-2 晶胞
晶胞：能充分反映整个晶体构造特征的最基本
结构单位。
晶胞参数（a、b、c、 α 、β 、γ ）
8-5. 类质同象 8-6. 同质多象 8-7. 有序和无序 8-8. 型变和多型
晶体化学 是研究单质或化合物中离子、分子或原子在晶体
内的分布规律，从而阐明化学成分与晶体结构以及与晶体的 物理性质、化学性质之间关系的分支学科。
1、等大球体的最紧密堆积
isometric spheriform closest packing
分子晶格的特点： 分子键的作用力是很弱的，所以分子晶格的晶
体一般熔点低，可压缩性大，热膨胀率大，导热率 小，硬度低，透明，不导电。
化学键和晶格类型
氢键与氢键晶格:
氢键：是一种由氢原子参与成键的特殊键型，其性质介 于共价键与分子键之间。氢键具有方向性和饱和性；其键强 虽比分子键强，但仍与一般分子键属于同一数量级。氢键主 要存在于一些氢氧化物、层状结构硅酸盐等矿物中。
离子，它们彼此间借助于在整个晶格内运动着的“ 自由电子”而相互维系，形成金属单质或金属互化 物。 金属晶格的特点：
由于金属键具自由电子，金属晶体为良导体， 不透明，高反射率，金属光泽。具高密度，硬度一 般较低。
化学键和晶格类型
分子键与分子晶格(molecular lattice):
在分子晶格中存在着真实的分子, 分子之间由范 德华力相维系；它们相互间的空间配置方式则主要 取决于分子本身的几何特征。
结晶学与矿物学通用课件
农业等领域。
03
盐
盐是一种非金属矿物，主要由氯化钠组成。它呈白色，具有晶体光泽。
盐是人类生活和工业生产的必需品，用于制造氯碱、纯碱、金属钠等化
学品，也用作调味品和防腐剂。
05
结晶学与矿物学的应用
结晶学在材料科学中的应用
晶体结构与性能关系
结晶学研究晶体的结构及其与性能的关系，为材料科学提供了晶 体设计、合成和优化的理论基础。
矿物加工技术 矿物学原理在矿物加工技术中得到应用，如浮选、 磁选、重选等选矿方法，以及矿石的破碎、磨矿、 筛分等工艺流程。
尾矿与废弃物资源化 矿物学研究有助于尾矿和废弃物中有用矿物的回 收和资源化利用，提高资源利用效率，减少环境 污染。
结晶学与矿物学在环境保护中的意义
环境矿物材料 结晶学与矿物学指导环境矿物材料的研制与应用，如吸附 剂、催化剂、环保陶瓷等，用于环境治理与保护。
结晶学与矿物学通用课件
CONTENTS
• 结晶学基础 • 晶体的结构与对称性 • 矿物学概述 • 常见矿物及其性质 • 结晶学与矿物学的应用 • 实验与实习指导
01
结晶学基础
结晶学定义与研究内容
定义
结晶学是研究晶体生成、结构及 其性质的科学。
研究内容
结晶学的研究内容包括晶体的生 成机理、晶体的内部结构、晶体 的物理和化学性质以及晶体的应 用等方面。
化学性质
包括与酸的反应、导电性、磁性等。
矿物的分类与命名
分类
按化学成分可分为元素矿物、硫化物矿物、氧化物和氢氧化 物矿物、卤化物矿物等；按晶体结构可分为离子晶体矿物、 原子晶体矿物、分子晶体矿物等。
命名
一般采用成分+性质/颜色/产地等方式进行命名，例如石英、 方解石、金刚石等。
《结晶学与矿物学》思考题
隙附近呈现的五颜六色属于自色、他色和假色中的哪一类颜色？
3、 何谓条痕色，条痕色与透明度有何关系？和光泽又有何关系？ 4、 简述晶格类型对光学性质的影响？ 5、 何谓相对硬度和绝对硬度？摩氏硬度属于哪一类硬度，它如何分级？ 6、 何谓解理？试举例（并画示意图）说明解理产生的各种原因。裂开和解理有何异同？ 7、 说出下列解理的组数及夹角（90，60 或斜交）：立方体、八面体、菱面体、{0001}、{001}、
第四章 1、 岩浆作用与火山作用有什么异同？ 2、 为什么在伟晶作用中会形成大量含有稀有元素的矿物？伟晶岩中晶体发育得很大的原
因是什么？ 3、 热液矿床在国民经济上有重要意义，为什么？ 4、 矽卡岩（接触交代）作用与热变质作用有何异同？ 5、 在风化作用中破坏矿物而不形成矿物，这种看法对吗？试举例证实或者是驳倒上述论
第四章 1、 晶体定向的定义？ 2、 晶体定向的原则，各晶系晶体定向的方法及晶体常数特点？ 3、 何谓晶面的米氏符号？某晶面与 X、Y、Z 轴上的截距系数分别为 2、2、4，请写出此晶
面的米氏符号。 4、 在某等轴晶系的晶体上，某晶面与 X、Y、Z 轴上的截距分别为 2.5mm，5mm，∞，试
写出此晶面的米氏符号 5、 为什么四方晶系及三、六方晶系晶体的轴单位具有 a=b≠c 的特征？ 6、 下列晶面，哪些属于[001]晶带，哪些属于[010]晶带，哪些晶面为[001]与[010]二晶带共
结晶学与矿物学-矿物的化学成分
§3 胶体矿物及其化学成分特点
一、胶体矿物的概念
1．胶体(colloid)
一种或多种物质的微粒(粒径一般1～100nm)
分散在另一种物质之中而形成的不均匀的细分散系。
前者称分散相(分散质)，后者称分散媒(分散剂)。
注意： 1）胶体系2相或多相物质的混合物。 2）分散相和分散媒均可是固体、液体或气体。 3）胶体： ➊ 胶溶体：分散媒远多于分散相 ➋ 胶凝体：分散媒远少于分散相
独立的矿物种，而常常作为微量的类质同像混入物
赋存于主要由其他元素所组成的矿物中。
三、离子类型
1．惰性气体型离子
(inert-gas type ions)
2．铜型离子
(chalcophile type ions)
3．过渡型离子
(siderophile type ions)
§2 矿物的化学成分
一、矿物的化学成分类型
Chap.11
矿物的化学成分
研究意义：
➊ 矿物的化学成分是区别不同矿物 的重要依据；
➋ 矿物化学成分的变化特点常作为 反映矿物形成条件的标志；
➌ 矿物化学成分是人类利用矿物资源 的一个重要方面。
§1 地壳中化学元素的丰度
一、元素克拉克值
克拉克值(clarke)：各种化学元素在地壳中的
平均含量(即元素在地壳中的丰度)之百分数。
非化学计量矿物(nonstoichiometric minerals)：
某些含变价元素的矿物，因形成过程中常处于
不同的氧化还原条件下，其价态会发生变化。 由于受化合物电中性的制约，其内部必然存在
某种晶格缺陷，致使其化学组成偏离理想化合比，
不再遵循定比定律。