之一自然元素矿物大类

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1、作业1、用典型结构分析的方法分析萤石晶体的结构，并画出其晶胞图。2、比较矿物中不同类型“水”的特征。3、举例说明晶体内部结构与结晶习性间的关系。4、比较金刚石和闪锌矿晶体中解理产生的不同原因。自然元素矿物大类重点金刚石与石墨晶体结构的区别。用晶体结构的知识解释金刚石与石墨物理性质的差异。用典型结构的分析方法分析金刚石与石墨的晶体结构。自然元素矿物：在自然界以单质形式存在的矿物。已知的自然元素矿物种＞50，约占地壳总重量的1‰，分布极不均匀。§1概述一、化学组成1．金属元素：主要包括：（1）部分铜族元素：Cu、Ag、Au（2）铂族元素：Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt2

2、．半金属元素：As、Sb、Bi3．非金属元素：C、S二、晶体化学特点、形态及物理性质据键性，大致分3种晶格类型：1．金属晶格典型金属键大多数矿物的原子呈最紧密堆积，结构型较简单，对称性较高。（1）多数呈立方最紧密堆积，具立方面心格子的铜型结构，如自然铜、自然金、自然铂、自然钯……（2）少数呈六方最紧密堆积，具六方格子，如自然锇等。（3）α-Fe型：原子按立方体心紧密堆积，配位数为8。形态：晶体呈等轴粒状或六方板状，集合体为树枝状、片状、块状等。物理性质：具典型的金属特性：金属色，金属光泽，不透明。硬度低（Os、Ir例外），解理不发育，强延展性。比重大。电和热的良导体。2．

3、原子晶格晶格中质点以共价键联结，如金刚石（C）。物理性质：硬度高，光泽强，具脆性，不导电。金刚石晶体结构3．分子晶格1）如石墨（C）：层状结构，层内具共价键—金属键，层间为分子键，表现在物理性质上具明显的异向性，具{0001}极完全解理，硬度低，金属光泽，电的良导体。石墨结构2）如自然硫自然硫（-S）：8个S原子以共价键联结成S8环状分子，环分子间为分子键，故其硬度低，熔点低，导电导热性差。一、自然铜族包括自然铜、自然银、自然金等矿物。§2主要矿物自然金：Au化学组成：纯金极少见，常有一定数量的类质同像混入物Ag。自然金—自然银完全类质同像系列Ag含量（%）0~55~1

4、515~5050~8585~9595~100矿物名称自然金含银自然金银金矿金银矿含金自然银自然银此外，尚可含少量Cu、Pd、Bi、Pt、Te、Ir等。含Cu20%者称铜金矿；含Pd5～11%者称钯金矿；含Bi4%者称铋金矿。自然金的纯度以成色来表示，用千分数示之。晶体结构：等轴晶系，Fm3m。Au原子呈立方最紧密堆积，具立方面心格子的铜型结构。形态：一般呈分散粒状、不规则粒状或树枝状等集合体。鉴定特征鉴定特征：金黄色颜色及条痕，强金属光泽。硬度低(2～3)，无解理，强延展性。比重大(15.6～19.3)。熔点高(1062℃)。化学性质稳定，在空气中不氧化，只溶于王水。二、

5、碳族金刚石：C化学组成：带色和不透明者常含Si、Al、Ca、Mg、B、N、Fe、Ti等杂质及石墨、橄榄石、磁铁矿、金红石等包裹体。杂质N和B的含量和存在形式，直接影响着金刚石的光、电、热等物理性能，成为金刚石分类依据。金刚石分类类型杂质元素物理性能备注NBI型Ia型含量＞0.1%，以聚集体形式，呈极细小片状导电、导热性较差机械强度高在天然金刚石中占98%Ib型含量较低，主要以分散的顺磁性N形式导热性较差在天然金刚石中约占1%；绝大多数合成金刚石为Ib型Ⅱ型Ⅱa型不含N或含N＜0.001%不含B良好的导热性在金刚石矿床中的含量一般＜2～3%Ⅱb型含B天蓝色，具半导体性能罕见

6、混合型在同一颗粒中N的分布不均匀晶体结构：等轴晶系，对称型m3m，具立方面心格子。C原子位于立方晶胞的8个角顶和6个面中心，以及相间地分布于半数的1/8小立方晶胞的中心。CN=4。金刚石（C）返回形态：多呈{111}、{110}，常呈浑圆粒状。鉴定特征：浑圆粒状。金刚光泽。极高的硬度（H=10），解理{111}中等。日光曝晒后，在暗处发淡青蓝色磷光。幻灯片30幻灯片27金刚石晶体形态返回用途：名贵宝石、切削工具、研磨材料、精密仪器的零件、钻头、尖端技术材料等。主要产地有澳大利亚、南非、俄罗斯、扎伊尔、巴西、美国及我国山东、辽宁、贵州、江苏、湖南等。最大的宝石级金刚石190

7、5年发现于南非的普列米尔，重3106克拉，取名为“库里南”。中国最大的金刚石是1977年在山东临沭县常林村发现的，重158.786克拉，取名为“常林钻石”，是国宝。金刚石经琢磨后称钻石，自古以来就是最贵重的宝石（如蓝钻石、黑钻石、金钻石等），无色、微蓝和玫瑰色的为上品。金刚石还可用做钻头、切割工具、研磨材料以及高温半导体或尖端工业的原材料。金刚石鉴定特征返回石墨：C鉴定特征：鳞片状、致密块状、土状。铁黑色—钢灰色，条痕亮黑色，半金属光泽。{0001}极完全解理，硬度小(1-2)。比重小，性软，有滑感，易污手，可书写。石墨结构返