矿物晶体
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2023年3月18日发(作者：美术课堂教学)1双晶与平行连生:
双晶：同种晶体的规则连生，其中一个个体与另一个个体成
镜像关系，或者是其中一个个体选装180o后，可与另一个
个体重合或处于平行的方位。
平行连生：指由若干个同种的单晶体，按所有对应的晶体学
方向（包括各个对应的晶体轴，对称元素，晶面及晶棱的方
向）全部相互平行的关系而组成的连生体。
构成双晶的单个晶体之间相应的晶体学方向并非完全平行，
而平行连生则是完全平行。
2面角守恒定理：
成分和结构均相同的所有晶体，无论它们的形状和大小如
何，一个晶体上的晶面夹角与另一个晶体上相对应的晶面夹
角恒相等，夹角恒等，面角也恒等。
3自形与它形：
自形矿物：按自已的结晶习性发育成被规则的晶面所包围的
自形晶而形成的矿物颗粒
它形矿物：矿物颗粒多呈不规则的形态－它形晶，少有完整
规则的晶面
4单形与聚形：
单形：能借助于对称型中全部对称要素的作用而相互联系起
来的一组晶面的组合。
聚形：由两个或两个以上的单形构成的晶体图形称为聚形。
5晶类与对称型：
晶类：将属于同一个对称型的所有晶体归为一类。
对称型：结晶多面体中全部对称要素的总和称为对称型。
6粘土矿物：
细分散的含水的层状硅酸盐及含水的非晶质硅酸盐矿物的
总称。
7类质同象与同质多象：
类质同象：物质结晶时，结构中某种质点（原子，离子，络
阴离子或分子）的位置被性质相似的质点所占据，随着这些
质点间的相对量的改变只引晶格参数及物理，化学性质的规
律变化，但不引起晶格类型（键性及晶体结构形式）发生质
变的现象。
同质多象：化学成分相同的物质，在不同的热力学条件下，
结晶成结构不用的几种晶体的现象。
8多型：
由同种化学陈芬所构成的晶体，当其晶体结构中的结构单位
层相同，而结构单位层之间的堆积顺序，即重复方式有所不
用时，由此所形成的不同结构的单体。
9晶带与晶棱：
晶带：晶面彼此相交的，晶棱相互平行的一组晶面的组合。
晶棱：晶体多面体外形中相邻晶面间相交形成的直线线段。
10解理与裂开：
解理：矿物晶体在外力作用下，沿着一定的结晶学方向破裂
成一系列光滑平面的性质。
裂开：矿物受外力作用，有时可沿一定的结晶学方向裂成平
面的性质。
裂开与解理的成因不同，裂开通常是沿着双晶结合面特别是
聚片双晶的结合面发生，或因晶格中某一定方向的面网存在
他种物质的夹层而造成定向破裂。
11六方紧密堆积与立方紧密堆积：
六方紧密堆积：在最紧密堆积中，因等同点是按六方格子排
列的。
立方紧密堆积：在最紧密堆积中，因等同点是按立方面心格
子分布的。
12矿物与晶体：
矿物：具有特定的化学组成和结晶结构的均匀固体包括天然
的，人工的。有机和无机的结晶固体物质。
晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体，或者
说晶体是具有格子状构造的固体。
13显晶质与隐晶质：
显晶质：凡矿物结晶颗粒能用一般放大镜分清者，称为显晶
质；无法分辨者称为
隐晶质。
14晶带定律：
晶体上任一晶面至少同时属于两个晶带；而一个晶带至少必
须包含两个互不平行的晶面，这一规律叫晶带规律。
15配位数与配位多面体：
配位数：把每个原子或离子周围与之相接触的原子个数或异
号离子个数称为该原子或离子的配位数。
配位多面体：把各配位离子或原子的中心连线所构成的多面
体称为配位多面体。
16晶体化学式与分子式
化学式：既能表明矿物中各组分的种类及数量比，又能表明
它们在晶体结构中的相互关系以及存在形式的化学式。
分子式：指表示矿物中各组分数量比的化学式。
17晶体内面网密度与对应晶面的面网间距的大小有何对应
关系？
：同一点阵中，面网面积的的面网，其面网间距大，反之。
18组成晶体结构的平行六面体各有哪几种结点类型？
：原始点阵，底心点阵，体心点阵，面心点阵。
19写出矿物对应的晶体化学式或晶体化学式对应的矿物名：
方解石、Fe[S2]、尖晶石、金红石、Mx/n[AlxSiyO2(x+y)]·zH2O
(M代表电价为n的阳离子)、磁铁矿、石膏、萤石、钾长石、
方解石、钾长石、方铅矿，蛋白石，锡石
方解石：Ca[CO3]黄铁矿：Fe[S2]尖晶石：
MgAl2O4。
金红石：TiO2沸石：
Mx/n[AlxSiyO2(x+y)]·zH2O
磁铁矿：FeFe2O4石膏：Ca[SO4].2H2O萤石：
CaF2
钾长石：K[AlSi3O8]方解石：Ca[CO3]方铅矿：
PbS
蛋白石：2O锡石：
20晶体化学式的书写规则
1，阳离子写在化学式最前面。2阴离子或络阴离子写在阳离
子之后，络阴离子要用方括号括起来。3若有附加阴离子时，
将它写在主要阴离子或络阴离子团的后面。4互为类质同象
的离子用圆括号括起来，并按其含量由多到少的顺序排列，
中间用逗号分开。5矿物中的水按不同情况书写：①结构水
写在化学式前面②结晶水用圆括号括起来写在与它相联系
的阳离子后面③沸石水写在化学式的最后，但需用圆点分开
④层间水用圆括号括起来，写在可交换阳离子的后面⑤吸附
水不予表示6最后，对于含有附加阴离子的层状硅酸盐矿物，
属于结构单位层的部分要用大括号括起来。
21铝土矿是矿物名吗？为什么
不是，它是一种矿物种的总称，不是具体矿物。
22晶体的对称要素包括哪些？
1对称面2对称中心3对称轴4旋转反伸轴
23晶体共分为几个晶族，其划分依据各是什么？
1低级晶族2中级晶族3高级晶族，划分依据是：对称要素
的种类，轴次和数目上，按高次对称轴的有无和高次对称轴
的数目
24晶体共分哪几个晶系？各晶系对应的晶体几何常数有何
特点？
等轴晶系：a=b=c，a=b=g=90°；
四方晶系：a=b≠c，a=b=g=90°；
三方和六方晶系：a=b≠c，a=b=90°，g=120°；
斜方晶系：a≠b≠c，a=b=g=90°；
单斜晶系：a≠b≠c，a=g=90°，b>90°；
三斜晶系：a≠b≠c，a不等于b不等于g不等于90°
26层状结构硅酸盐有什么基本性质？其晶体结构有何特
点？二者之间有何关联？其硅离子数量与外围阳离子的电
价之比也与晶体结构有关吗？为什么？
性质：就形态而言，它们多呈假六方片状，短柱状等。在物
理性质上，表现为硬度小，含水者更小，密度一般均不高，
含水者更低。
特点：结构单元层由两个基本结构层组成，三角形层表示硅
氧四面体基本结构层，长方形代表阳离子组成的八面体基本
结构层。
关系：每个结构层与结构单元层之间，无其他的离子存在，
也很少有水分子或其他有机分子存在吗，
27晶体结构式为81044
)](i[lOHOSA的矿物名称是什么？它属于哪
个亚类的矿物？
高岭石，层状结构硅酸盐亚类。
28晶体从溶液或熔体中生长的时，其层生长、螺旋状生长
及树枝状生长对溶液过饱和度的要求有何不同？
在过饱和度最低的时候溶液呈螺旋状生长，随着过饱和度的
提高，溶液逐渐形成层生长，在过饱和度高的情况下，溶液
容易形成树枝状生长。
29化学式均为Al2SiO5的矿物有哪几种？它们之间是什么关
系？
三种，蓝晶石，红柱石和硅线石。它们是同质多象的关系。
30了解下列矿物的鉴定和鉴别依据：石膏，方解石，石英，
刚玉、白云石、硬石膏、白钨矿、磁铁矿、蛭石、蒙脱石、
萤石，注意其化学组成与晶体结构特点。
石膏：CaO32.57%，SO346.50%，H2O20.93%，无色或者
白色，有时透明，玻璃光泽，纤维石膏呈似捐光泽，硬度2，
以其硬度低和具有{010}既不完全解理为鉴定特征。
方解石：化学组成CaO56.03%,CO243.97%，纯净的为无色透
明，一般为白色，性脆，菱面体完全解理，硬度3，与冷却
HCl相遇剧烈起泡。
石英：化学组成含Si46.7%,通常呈六方柱和菱面体，柱面上
常具横纹，纯净的石英为无色透明，玻璃光泽，端口呈油脂
光泽，硬度7，无解理，见状断口，具压电性，相对密度为
2.65.
刚玉：化学组成含Al52.91%，有时含微量Fe,Ti,或Cr等，
一般为蓝灰，黄灰色，含铁者呈黑色。玻璃光泽，硬度9，
晶形，双晶条纹，无解理，相对密度3.95~4.10
白云石：CaO30.41%,MgO21.86%，CO247.73%,单体常
呈菱面体。无色或白色，马鞍形的晶体外形，遇冷稀HCl反
应微弱而与方解石及菱镁矿区别。
硬石膏：CaO41.19%SO358.81%单晶体呈等轴状或厚
板状，集合体常呈块状或粒状，纯净透明，无色或白色，玻
璃光泽，硬石膏可以三组相互垂直解理作为鉴定特征。
白钨矿：CaO19.47%WO380.53%，单晶体呈近八面体的
四方双锥形，通常为白色，有时微带浅黄或浅绿。硬度4.5，
性脆。以色浅，油脂光泽，密度大为鉴定特征。
磁铁矿：FeO31.03%Fe2O368.97%单晶体常呈八面
体，铁黑色，条横黑色，半金属光泽，不透明，硬度5.5~6.5
无解理，性脆
蛭石：褐黄色至褐色，光泽较黑云母弱，常呈油脂状，不透
明，硬度1~1.5，结晶大粗的蛭石形如云母，但无弹性，焙
烧时能爆裂呈蛭虫状，
蒙脱石:单斜晶系，白色或者灰白色，加水后膨胀，精确鉴定
诸如X射线粉晶数据，差热分析曲线，阳离子交换性能。
萤石：Ca51.33%F48.67%等轴晶系，立方体晶形，八面
体完全解理，加热时通常劈裂或爆裂。
31为什么黄铁矿的晶形可以是立方体，也可以是正八面体？
立方体相邻晶面夹角为直角，正八面体相邻晶面夹角均不是
直角，这与面角恒等定理是否矛盾？为什么？
因为它们的晶体结构不变，它们属于不同的单行，所以它们
可以是立方体也可以是正八面体，不矛盾，因为它们不是同
一个单行，不存在对应面，所以它们夹角不同。
32通过计算确定(021)和(130)晶面共属的晶带
a:b:c=（2*0—3*1）：（1*1—0*0）：（0*3—1*2）
=-3:1:2
因为0*a+2*b+1*c=0①
1*a+3*b+0*c=0②得
2b+c=0①a+3b=0②
有①②得a=3b=-1c=2
晶带符号为[负31负2]或[3负12]
32同一立方晶系晶体中不同晶面的符号分别为（001）、
(101)、和（211），指出它们按晶面间距从小到大的排列顺序
并解释原因
：面网密度越大晶面间距越大。
33高岭石与高岭土有何区别？写出高岭石的晶体化学式，
并说明其中的水属于什么类型？其脱水温度应在哪个范围。
高岭土是一种主要由高岭石组成的粘土。长石经过完全风化
之后，生成高岭土、石英和可溶性盐类；再随雨水、河川漂
流转于它处并再次沉积，这时石英和可溶性盐类巳分离，即
可得高岭土
高岭石：Al4Si4O10](OH)8其中水属于吸附水，脱水温度
是550~650oC
34从化学键和晶体结构角度解释石墨的导电性及｛0001｝完
全解理
结构表现为同一层内的碳原子之间为共价键，而层间为分子
键，碳原子的四个外层电子，在层内形成三个共价键，多余
一个电子可以在层内自由移动，类似于金属中的自由电子。
完全解理;石墨是六方晶系，碳原子组成呈层状排列，而{0001}
晶面正是石墨的结晶学方向，所以能完全解理。
35判断等轴晶系中下列晶面与晶面，晶面与晶棱，晶棱与晶
棱之间的空间关系（平行、垂直或斜交）：（001）与[001]，
（010）与[010]，（111）与[10]，（110）与（010），并给出
晶面与晶棱平行的判断依据
垂直，垂直平行斜交
判断依据：对应相等或互为相反数，对应数相乘和为0.
36举例叙述粘土矿物的化学组成与晶体结构特点，描述其主
要物理与化学性质，并论述其性质与组成和结构的关系。
粘土矿物的主体化学成分是硅铝氧化物和水，其特征是与适
量水结合可调成柔可绕指的软泥，具有可塑性，将塑性成形
的泥团烧后会变成具有一定湿度的坚硬烧结体。
性质：①可塑性，②膨胀性：水分子进入晶层间而发生的膨
胀，因为粘土矿物都是层状硅酸盐，所以它的表面积主要是
底表面积。③粘稠性;④分散性：由于力度细小，粘土矿物表
面带有很多阴电荷，吸附阳离子。由于粘土质点之间同好离
子相互排斥，颗粒不能顺利按照重量关系沉降，而在水中长
期浮游。⑤触变性：⑥离子交换性;
37沸石族矿物有哪些主要的特性？从其晶体结构角度加以
解释？
沸石有很强的吸附性，多为无色或白色，结构中有许多管道
和空腔，水分子则位于此处，沸石的结构是由硅氧四面体和
铝氧四面体组成的骨架，沸石结构中的笼可以彼此相通，形
成各种不同的通道，沸石中所含的水是一种特殊形式的水介
于结晶水和吸附水之间。
38硅酸盐类矿物分为哪几个亚类？各亚类的络阴离子中硅
氧原子比有何规律？石榴子石，绿柱石，辉石、白云母、斜
长石各属于哪个亚类？
岛状结构硅酸盐亚类，环状结构硅酸盐亚类，链状结构硅酸
盐亚类，层状结构硅酸盐亚类，架装结构硅酸盐亚类。
绿柱石：环状，辉石：链状，白云母：层状，
斜长石：层状，
石榴子石：盗状。