结晶学及矿物质复习资料 - 图文

结晶学及矿物质学复习资料

鲍林法则：（1）围绕每个阳离子形成一个阴离子陪位体，阴阳离子之间的间距取决于他们的 半径之和，阳离子的配位数取决于它们的半径之比。

（2）在一个稳定的晶体结构中，从所有相连接的阳离子到达一个阴离子的静电键 之总强度等于阴离子的电荷。

（3）在配位结构中，两个阴离子多面体以共棱，特别是共面的方式存在时，结构 的稳定性便降低。对于高电价，低配位数的阳离子来说，这个效应尤为明 显。

B.原子晶格：共价键，有方向性和饱和性，不可作为球体来研究。

C.分子晶格：存在分子基团，内部为共价键，外部为分子键，分子有具体的形状，一般遵循非 球体紧密堆积。 D.氢键晶格

E.金属晶格：金属键，可作为球体来研究，一般遵循等大球最紧密堆积原理。

4. 类质同像：在晶体结构中某离子被其它类似的离子代替，但不引起键性和晶体结构型式发 生质变的现象。例如镁橄榄石Mg2[SiO4]晶体，其晶格中Mg2+可以被Fe2+所替代占据，由此形成的橄榄石 (Mg, Fe)2[SiO4]晶体。

同质多像：同种化学成分的物质，在不同的条件下形成不同结构的晶体的现象。

--石英 。

副像：一种同质多像变体继承了另一种变体之晶形的现象，称为副像。它的存在是判断是否曾 发生过同质多像转变的重要证据。

5.多型的概念：一种单质或化合物，以两种或两种以上不同层状晶体结构存在的现象；但组成 这些层状结构的结构单元层基本相同，只是层的叠置方式。

多型的表示：多型符号由两个位构成，2H-MoS2，3R-MoS2，第一个位上的阿拉伯数字代表 多型的重复层数；第二个位上的字母指示所属的晶系。 （C立方 H六方 T三方 R 三方菱面体格子 Q四方 O斜方 M单斜） 6.型变(晶变)：

在化学式属同一类型的化合物中，化学成分的规律变化而引起的晶体结构形式的 明显而有规律的变化的现象成为型变现象。 7.有序与无序：

有序：当两种或者是两种以上的原子或离子在晶体结构中占据某种位置时，如果他们相互间的 分布是任意的，即他们占据任意一个该种位置的几率都是相同的，则这种结构称为无序 结构 。

无序：当两种或者是两种以上的原子或离子在晶体结构中占据某种位置时，如果他们相互间的 分布是有规律的，即这两种或多种原子或离子各自占据特定的位置，则这种结构称为有 序结构。

高温无序，低温有序。

9

结晶学及矿物质学复习资料

矿物学部分 一．矿物及矿物学

1.矿物的概念：由地质作用或宇宙作用形成的，具有一定的化学成分和内部结构，在一定的

物理化学条件下相对稳定的天然晶态的单质或化合物，它们是岩石和矿石的基本组成单位。

二．矿物的化学成分

1.地壳中常见的8种元素：O Si Al Fe Ca Na K Mg 2.元素的离子类型：

（1）惰性气体型离子：外层电子8或2。

易失去电子，与氧形成离子键，形成氧化物、含氧盐矿物，故称为亲氧元素或亲石元素； （2）铜型离子：外层电子18或18＋2。

电离势高，不易失去电子，与硫形成共价键，形成硫化物，故称为亲硫元素或亲铜元素； （3）过渡型离子：外层电子9～17，有未满的d电子。

性质介于上述两类离子之间，可形成氧化物、含氧盐，也可形成硫化物，取决于元素在周 期表中的位置(靠近惰性气体型离子还是靠近铜型离子)，也取决于外部氧化－还原条件。 3.矿物化学成分变化的影响因素：类质同像（主要），胶体吸附及脱水，非化学计量性， 机械混入 4.矿物中的水：

A.吸附水：H2O，被吸附在矿物微粒（胶粒）表面、裂隙中等，不参加晶格，含量不固定，易 脱水（100－125°C），如：蛋白石SiO2?nH2O

B.结晶水：H2O，参加晶格，一般在晶体结构中的大空隙中，含量固定，较不易脱水（200－ 500°C），脱水后结构改变，如：石膏Ca[SO4] ?2H2O。

C.结构水：OH-，H+，H3O+，以离子的形式存在于晶体结构中，位置、含量固定，非常稳 定，极不易脱水（ 600－1000°C ），脱水后结构完全改变，如：高岭石 Al4[Si4O10](OH)8。

D.层间水：H2O，存在于层状结构矿物中的层间大空隙中，与层状结构有一定的键合作用（分 子键），但很微弱脱水后层状结构基本不改变。稳定性介于吸附水与结晶水之间。 E.沸石水：H2O，存在于沸石族矿物晶体结构中的大空隙或通道中，脱水后结构基本不改变。 稳定性介于吸附水与结晶水之间。 5.矿物的化学式及其计算（阴离子法）

10

结晶学及矿物质学复习资料

三．矿物的形态

1.晶体形态：指具体的某个晶体生长形成的单形及其聚形。

2.晶体习性：是指某种矿物晶体常见的，习惯性的形态特征，它主要描述的是矿物晶体总体外 貌的形态特征。（一向延长型，二向延长型，三向延长型） 3.晶面花纹：（1）晶面条纹（2）晶面台阶（3）生长丘（4）蚀像

4.显晶集合体：肉眼或借助于放大镜能分辨出矿物各单体的集合体称为显晶集合体。 5.隐晶集合体：只有在显微镜的高倍镜先才可以分辨矿物的集合体称为隐晶集合体。

隐晶集合体的主要形态：（1）分泌体（杏仁体）：是在球状或不规则形状的岩石空洞中，由 胶体或晶质物质自洞壁逐渐向中心层沉淀充填而成。 （2）结核：是由隐晶质或胶凝物质围绕某个中心自内向外逐渐生长 而成的。

（3）鲕状、豆状：是指由胶体物质围绕悬浮的细沙粒，矿物碎片， 有机质碎片等层层凝聚而成，并沉积于圆球形，卵圆形矿物的集合体上。 （4）钟乳状：是指在岩石洞穴或裂隙中，有真溶液或胶体凝聚，在 同一基底上向外逐层堆积而形成的集合体。 6.影响晶习的因素：（1）主要受内部晶体结构与成分的影响。 （2）外部形成条件对晶习的影响是次要的。

四．矿物的物理性质

1.光学性质：

（1）矿物的颜色：

A.自色：矿物成分与结构决定的矿物本身固有的颜色。

矿物自色的呈现原理：矿物对可见光吸收后，透射和反射光的混合色。对透明矿物：吸收光的 补色；对不透明矿物：吸收光部分被反射的光的颜色。

B.他色：矿物因含某种杂质而引起的颜色。C.假色：由某种物理效应（干涉、衍射、散射）而引起的颜色。

<1>锖色：矿物表面氧化薄膜使光发生干涉而呈现的各种彩色。 <2>晕色：矿物内部的裂隙使光发生散射、折射与干涉形成的彩色。

<3>变彩：矿物中含一些定向包裹体或出溶体，对光发生干涉、衍射所致。 <4>乳光：矿物中含一些细小包裹体或出溶体对光发生漫射而呈。

（2）矿物的条痕：矿物的条痕：矿物粉末的颜色。通常在白色无釉瓷板上刻画所得。

11

结晶学及矿物质学复习资料

白色、浅色条痕－－透明、光泽弱 黑色、深色条痕－－不透明、光泽强 （3）矿物的透明度：透过光的程度。

划分等级：以矿物碎片边沿部分是否透光划分：透明、半透明、不透明。 无色、白色条痕－透明， 彩色条痕－半透明， 黑色条痕－不透明。 （4）矿物的光泽：矿物表面反光的能力。

划分等级：金属光泽，半金属光泽（沥青光泽），金刚光泽（树脂光泽，树脂光泽），玻璃光泽（丝绢光泽，油脂光泽，腊状光泽，土状光泽）。 2.力学性质：

（1）解理：在外力作用下，沿一定结晶学方向破裂形成一系列光滑平面的性质。破裂面叫解 理面。

解理的等级：1）极完全解理：破裂成薄片，平整而光滑。 2）完全解理：破裂成片，较平整而光滑。

3）中等解理：破裂成不太平整的面，但在较小的范围内隐约可见平面。 4）不完全解理：基本上见不到解理面，但隐约可见断断续续的面。

（2）裂开：因为某些非晶体结构的原因，晶体在外力作用下沿一定结晶学方向裂开。

（3）断口：与解理正好相反，晶体在外力作用下不裂开为平面，而是不平整的，就叫断口。 （4）矿物的硬度：抵抗外来机械作用（刻划、压入、研磨）的能力。 一般分3级：硬度大：小刀刻不动，硬度>5.5

硬度中：小刀能刻动，但指甲刻不动，5.5 >硬度 > 2.5 硬度小：指甲能刻动，硬度 <2.5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 硬度等级 1 标准矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石 （5）矿物的弹性与挠性：

矿物的弹性：在外力作用下发生弯曲，外力撤销后，在弹性限度内能够自行恢复原状的性质。 矿物的挠性：在外力作用下发生弯曲，外力撤销后不能够自行恢复原状的性质。 （6）矿物的脆性与延展性：

矿物的脆性：在外力作用下容易发生碎裂的性质。

矿物的延展性：在外力拉引作用下易成细丝的性质为延性，在外力碾压下易成薄片的性质为展 性，同称延展性。 3.其他物性：

（1）矿物的密度：与4°C时同体积水的质量之比（4°C时水的密度为1 g/cm3 ）。 相对密度分三级：轻的：相对密度小于2.5；中等的：相对密度在2.5～4； 重的：相对密度大于4。 矿物的磁性：在外磁场作用下被磁化的性质。

五．矿物的成因

1.形成矿物的地质作用:

内生作用：地球内部热能所导致的各种地质作用。 A.岩浆作用：岩浆冷却结晶形成矿物的作用。

B.伟晶作用：富含挥发分的较稀岩浆在地下较深部的高温高压条件下结晶大矿物晶体的作用。 伟晶作用与岩浆作用的区别：更富含挥发分、形成深度较浅、结晶环境封闭、结晶作用缓慢、形成的矿物晶体粗大。一般来说，岩浆作用后期，岩浆将更富含挥发分与硅质，进入伟晶作用阶段。

C.热液作用：不是岩浆，而是水液－气液形成矿物的作用。

D.火山作用：岩浆沿地壳脆弱带直接上侵至地面或喷出地表，迅速冷凝结晶形成矿物的作用。 外生作用：或近地表处由于太阳能、水、大气和生物作用参与的形成矿物的地质作用。

A.风化作用：原先形成的矿物、岩石在太阳能、水、大气和生物等作用下发生机械破碎、化学

12