结晶学及矿物学复习资料

结晶学及矿物学复习思考题1、矿物与矿物学的概念？矿物与岩石、矿石的区别？矿物：是地质作用中所形成的单质或化合物，是地壳中岩石和矿物的基本组成单位。矿物：化学成分上是均匀的，具有相对固定的化学成分。矿物学：以矿物为研究对象的一门自然科学，是地质学的一门总要分支学科；是研究矿物的物质成分的学科。矿物是组成岩石和矿石的基本组成单位。矿石是含有用矿物并有开采价值的岩石。岩石是天然产出的具有稳定外型的矿物或玻璃集合体，按照一定的方式结合而成。根本区别在于有没有经济价值。2、晶体与非晶质体的概念？两者的区别？晶体：具有格子状构造的固体，其内部质点(离子，原子，分子)在三维空间上呈周期性的重复排列的固体。非晶质体：具有格子状构造的固体，其内部质点在三维空间上不呈周期性的重复排列的固体。两者区别在于内部质点在三维空间上的排列问题。3、空间格子的概念？空间格子:由等同点在三维空间上呈周期性的重复排列构成的无限几何图形。4、晶体的基本性质？晶体具有自限性，均一性，异向性，对称性，内能最小最稳定。自限性：任何晶体在其生长的过程中，只要有适合的外间条件（C，T，P空间），它们都能自发地结晶形成规则的几何多面体。,,,,,均一性：晶体的任何一部分的性质都是相同的。异向性：不同方向晶体的性质是有差异的（面）如:蓝晶石，二硬石。内能最小最稳定：指晶体与同成分的气液态及非晶质体相比较。5、对称型的概念？熟悉常见的对称型对称型：是指晶体中所有外部对称要素的集合。常见对称型：6、晶体的对称分类及其分类依据？详见课本38页7、元素的离子类型划分依据及其分类？各类型离子的性质？答：按最外层电子的构型分为惰性离子型，铜型离子型，过渡型离子型。各离子型特性详见课本140--1418、晶格类型对矿物物理性质的影响？1.离子晶格——离子键按组成矿物之间的化学元素间2.原子晶格——共价键的化学键的不同划分晶格类型：3.金属晶格——金属键4.分子晶格——分子键绝大数矿物具有多键性，如：石墨（共，金，分）9、配位数和配位多面体的概念？配位数的影响因素？晶体结构中，把每个质点周围的质点数（原子，异号离子）称为配位数。任意原子或离子周围与之呈配位关系的原子或异号离子的中心连线所形成的几何图形称为配位多面体。影响配位数多少的因数：质点间的相对大小，堆积紧密程度，化学键，T，P。具体如下：⑴质点间大小相同（由同一种元素所组成的单质矿物）①由金属元素组成：纯金属键，12个金属原子相接触，8≦n≧12②由非金属元素组成：由饱和性决定，n≦4⑵质点间的相对大小不等=0.155~0.225n=3三角形=0.225~0.414n=4四面体R阳/R阴=0.414~0.732n=6八面体=0.732~1n=8立方体=1n=12立方八面体⑶温度T，压强PT升高，配位数减少；压强升高，配位数减少。10、类质同象的概念、分类、产生条件、意义？概念：矿物在结晶时，晶体中的某种质点（原子，离子，洛阴离子，分子）的位置被性质相似的质点所占据，随着这些质点间相对数量的改变，只引起晶格参数和物化性质的规律，而不引起晶格类型（键性，晶体结构）的改变，这种现象为类质同象。分类如下：一，按相互替代的质子间可替代的程度不同1.完全类质同象：只要外界条件允许下，质点间可以进行完全替代2.不完全类质同象：在外界条件允许下，质点间的替代程度有限二，按相互替代的质点间电价是否相同1.等价类质同象2.异价类质同象实现异价类质同象电荷平衡：①不等数替代————2Fe→3Fe②成对替代————Al+Ca→Si+K实现类质同象的条件：1.半径相似2.性质相似3.T，P，C（浓度）﹤15%可以产生完全类质同象对于半径相似满足（r大-r小）/r小=15%~40%可以产生不完全类质同象﹥40%不能产生类质同象对于T.P.C:T增加，有利于类质同象的产生；P增加，抑制类质同象的产生。类质同象的研究意义：①．了解矿物成分变化的原因②理解矿物物理变化的原因③．判断晶体形成的条件④综合利用其中的微量元素11、同质多象的概念、分类？定义：化学成分相同的物质，在不同的物.化条件下结晶形成几种不同晶体结构的矿物。同质多象的分类如下：（一）按同质多象体间转变速度和难度不同划分1.改选式转变：多象体间的结构差异很小，不需要破坏原有的键，只改变邻近的配位，从而一种矿物变为另一种矿物。2.重建式转变:变体间的结构差异很大，在转变的过程中，首先要破坏原有的晶体结构（键性，配位数，堆积方式）才能建立新的结构。12、矿物化学式的表示方法？①实验式：表示矿物中各组分的数量比的化学式。②晶体化学式：用一定的方式将矿物中各组分的晶体化学作用和矿物的结构类型表达出来。13、矿物的颜色及其分类？自色产生的原因？矿物的颜色：矿物对白色可见光中不同波长的光线选择性的吸收后，透射和反射的各种波长可见光的混合色。按矿物颜色成因分为：自生色，他色，假色自色的成因：1.过渡型阳离子内部电子的跃迁2.元素或离子间跃迁3.能带间的电子跃迁（能带理论）4.晶体结构缺陷造成电子的转移（色心）14、矿物的条痕色、透明度、光泽的分类及其相互间的关系？矿物颜色，条痕，光泽和透明度的关系如下：颜色非金属色金属色条痕白色白色—彩色深彩色黑色光泽玻璃金刚半金属金属透明度透明半透明不透明15、矿物的解理及其产生的原因？解理的分类？解理与裂理的区别？解理与断口之间的关系？解理定义:矿物在外力的作用下，沿一定的结晶方向裂开成光滑的平面的性质，所得平面称为解理面。解理的成因：1.面网间的间距大，联结力弱2.面网间的键力为分子键3.面网键的面网是同号离子组成4.面网间是电性中和面网，既有异号离子吸引力，又有同号离子间的排斥力按获得解理面的难以易程度，解理面的厚度，解理面大小及光滑程度分类：1.极完全解理2.完全解理3.中等解理4.不完全解理5.极不完全解理解理和裂理区别：裂理不是晶格本身薄弱方向破裂成平面的性质；裂理是杂质，包裹体，固溶体等组分在矿物结晶过程中沿某些结晶学方向上均匀规则排列，致使该方向成为力学薄弱面，受外力作用时表现出来的性质。如果矿物中不存在定向缺陷，就不具裂理。解理与断口的关系：断口：矿物在外力作用下，破裂所形成凹凸不平的面。断口与解理互为消长关系。16、矿物的分类？矿物的分类依据：1.矿物的化学成分2.矿物的晶体结构详见课本148页，或笔记本。17、为什么硫化物的光泽强（金刚-金属光泽）、一般硬度低、比重较大？试从本大类成分、晶体类型特点加以简单地解释。答：硫化物的阴离子主要是，阳离子主要是铜型离子及靠近铜型离子一侧的过渡型离子。堆积方式呈最紧密堆积；类质同象广泛，同质多象普遍；硫化物的化学键并非是典型的的离子键或共价键，而具有离子键向共价键和金属键过渡的复杂性质。由晶体化学特点决定，大多数硫化物呈金属色、金属光泽，如方铅矿、黄铁矿等；少数具金刚光泽，如辰砂、雄黄等。简单硫化物硬度低（＜4），如黄铜矿，而复硫化物硬度高（5~6.5），如黄铁矿。18、试对比氧化物与硫化物的成分（分别对比阴离子和阳离子的电价、半径、电负性、在氧化环境中变化）、晶格类型、物理性质和成因特点。物质硫化物氧化物阴离子电价阳离子电价半径电负性在氧化环境中的变化晶格类型物理性质成因特点19、试比较不同离子类型的氧化物和氢氧化物在物理性质上的差异？答：阳离子为惰性气体型离子的氧化物表现为无色或浅色，透明至半透明，以玻璃光泽为主；阳离子为过渡型离子或铜型离子的氧化物时颜色加深，半透明至不透明，金刚光泽，半金属光泽至金属光泽。20、硅酸盐中的络阴离子基本形式？①岛状洛阴离子：②环状洛阴离子：③链状洛阴离子：④层状洛阴离子：⑤架状洛阴离子：21、为什么硅酸盐矿物的数量特多？试从地壳的组成分析。答：氧和硅的克拉克值分别为46.6%和27.72%，是地壳中分布最广，含量最高的元素。22、为什么硅酸盐种类特别繁多，性质又相差悬殊？试从其晶体构造特征分析。23、为什么架状硅氧四面体骨干中必须有铝代替硅才能形成架状硅酸盐？答：24、何谓铝在硅酸盐中的双重作用？什么因素影响双重作用？25、是什么因素引起硅酸盐中同一族矿物在性质上有明显差异的现象？26、何谓岛状硅酸盐矿物？本亚类矿物晶格中有哪几种硅氧骨干？试写出其晶体化学式。27、何谓粘土矿物？它们有哪些特殊的性质？28、为什么在硅酸盐中架状硅酸盐矿物比重最小，但硬度教大？29、斜长石中根据其中的钠长石和钙长石相对含量不同，可以分为哪几类长石？30、架状硅酸盐中的Al3+起什么作用？31、硅酸盐各亚类矿物的晶体结构与其形态和物理性质的关系？