结晶矿物习题

《结晶矿物学》课程测试试题（A）

考试日期： 年 月 日 成 绩

班 级： 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870oC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)8 B：Na[AlSi3O8] C：β－ZnS ① 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＝SCa2＋＋STi4＋＝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 [SiO4]中的每个氧都成为桥式氧，被公用，这样联结后，无限扩展，就形成了庞大的架状结构，[SiO4]的联结特征彼此不同，因此，三种石英的结构各有特点。 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 ⑤ A－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。〔ZnS4〕四面体，在空间以共顶方式相连接。 ⑦ 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。

结晶学部分复习思考题 专业分享 2009-11-15 14:03 阅读60 评论0 字号： 大 中 小