结晶学与矿物学.doc

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1、..结晶学课程简介：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。第一章晶体晶体（远古年代的定义：自发形成规则形态的物体；现代的定义：部结构具有周期重复性，即具有格子构造的物体。）格子构造（晶体结构的周期重复规律，这种规律是可以用格子状的图形－空间格子表示的。）空间格子（表示晶体结构周期重复规律的简单几何图形要画出空间格子，就一定要找出相当点。）相当点（两个条件：1、性质相同，2、周围环境相同。）导出空间格子的方法：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

2、空间格子。相当点（两个条件：1、性质相同，2、周围环境相同。）空间格子的要素：★结点:空间格子中的点,代表具体晶体结构中的相当点.★行列:结点在直线上的排列.（引出:结点间距）★面网:结点在平面上的分布.（引出:面网间距、面网密度）面网间距与面网密度的关系：面网AA’间距d1面网间距依次减小,面网密度也是依次减小的.面网BB’间距d2所以面网密度与面网间距成正比面网CC’间距d3面网DD’间距d4平行六面体（晶胞）:结点在三维空间形成的最小单位(引出:晶胞参数：a,b,c;α,β,γ,也称为轴长与轴角）......gbaabc我们以后

3、将会看到，平行六面体的形状一共有7种，对应有7套晶胞参数的形式，也对应7个晶系。由晶体的格子构造会导致晶体的基本性质。晶体的基本性质：自限性:晶体能够自发地生长成规则的几何多面体形态。均一性:同一晶体的不同部分物理化学性质完全相同。晶体是绝对均一性，非晶体是统计的、平均近似均一性。异向性：同一晶体不同方向具有不同的物理性质。例如：蓝晶石的不同方向上硬度不同对称性：同一晶体中，晶体形态相同的几个部分（或物理性质相同的几个部分）有规律地重复出现。最小能性：晶体与同种物质的非晶体相比，能最小。稳定性：晶体比非晶体稳定。第一章晶体的测量与投影

4、一、面角守恒定律：实际晶体形态（歪晶）：偏离理想晶体形态。尽管形态各不相同,看似无规,但对应的晶面面角相等,即发现“面角守恒定律”：同种矿物的晶体，其对应晶面间角度守恒。面角守恒定律的意义：结晶学发展的奠基石。二、晶体测量：就是测量晶面之间的夹角。注意：晶面夹角与面角（晶面法线的夹角）的区别！它们之间的关系为互补的关系。通常都用面角（晶面法线的夹角）三、晶体的投影：将晶面的空间分布转化为平面图.（一）极射赤平投影：投影的原理及过程：投影球、投影面（赤平面）、投影轴,北极点与南极点（目测点）。具体投影过程为：即将球面上三维空间的东西投影

5、到二维平面上。1、晶面的球面投影：......将晶面转化为球面上的点：晶面的方位就可用球面上点的纬度与经度来测量,我们用方位角与极距角来表征。重点要掌握方位角与极距角的含义!2、极射赤平投影：将晶面的球面投影点再转化为赤平面上的点：这样，晶体上所有晶面的分布规律就反映在赤平面上的对应点的分布规律。（对于晶体上的对称面我们通常不将之转化为点，而是直接投影成一条弧线。）3、吴氏网：用来进行极射赤平投影的工具。吴氏网的组成：基圆、直径、大圆弧、小圆弧水平大圆的投影形成基圆，直立大圆的投影形成直径倾斜大圆的投影形成大圆弧直立小圆的投影形成小圆

6、弧吴氏网是一个平面网，但要把它看成是一个空间的球体，网格能够测量球面上任一点的方位角与极距角，所以，只要知道方位角与极距角，就可以用吴氏网进行投影。晶体的上述投影过程可借用吴氏网很方便地进行，下面举例说明。1、已知晶面的球面坐标（方位角与极距角），作晶面的投影。2、已知两晶面的球面坐标，求这两个晶面的面角。第三章晶体的宏观对称一、对称的概念对称就是物体相同部分有规律的重复。二、晶体对称的特点1）由于晶体部都具有格子构造，通过平移，可使相同质点重复，因此，所有的晶体结构都是对称的。2）晶体的对称受格子构造规律的限制，因此，晶体的对称是有

7、限的，它遵循“晶体对称定律”。3）晶体的对称不仅体现在外形上，同时也体现在物理性质。由以上可见:格子构造使得所有晶体都是对称的，格子构造也使得并不是所有对称都能在晶体中出现的。三、晶体的宏观对称要素对称操作使对称图形中相同部分重复的操作，叫对称操作。在进行对称操作时所应用的辅助几何要素（点、线、面），称为对称要素。晶体外形可能存在的对称要素和相应的对称操作如下：☆对称面—P操作为反映。可以有多个对称面存在，如3P、6P等.......☆对称轴—Ln操作为旋转。其中n代表轴次，意指旋转360度相同部分重复的次数。旋转一次的角度为基转角a

8、，关系为：n=360/a。晶体的对称定律：由于晶体是具有格子构造的固体物质，这种质点格子状的分布特点决定了晶体的对称轴只有n=1，2，3，4，6这五种，不可能出现n=5，n>6的情况。为什么呢？1、直观形象的理解：垂直五