《7晶体的规则连生结构化学详解优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《7晶体的规则连生结构化学详解优秀PPT.ppt（67页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、前几章探讨的对称、单形和聚形单个晶体自然生成或人工合成的晶体单体产出，也常以结构上彼此连接或亲密相关的多个晶体的连生体产出。依据相互连生的个体间对称要素或结构关联特点：连生体的形态分为规则连生和不规则连生晶体的不规则连生将在下文的矿物形态部分加以探讨，本章仅介绍同种晶体间的平行连生和双晶及异种或同种晶体间的浮生和交生集中规则连生现象。本章概要l l平行连生的概念l l双晶概念与双晶要素；双晶类型；双晶概念与双晶要素；双晶类型；若干常见矿物的双晶率l l浮生与交生的概念第七章、晶体的规则连生第七章、晶体的规则连生一、平行连生 parallel grouping 结晶取向完全一样的两个或两个以上的
2、同种晶体连生在一起，具平行连生关系的晶体称平行连晶。平行连晶外形上表现为各晶体的全部几何要素相互平行，其连生部位出现凹入角但内部结构呈连续贯穿的格子构造。因此，从结构特点上来看，平行连晶与单晶没有什么区分。连生着的每一个晶体的相对应的晶面和晶棱都平行。例：二、双晶 twins 1.概念：两个以上的同种晶体按确定的对称规律形成的规则连生，相邻两个个体的相对应的面、棱角并非完全平行，但它们可借助对称操作（反伸、旋转、反映）使两个个体重合、平行或连成一个完整单晶体。2.双晶要素 twin elements（1 1）双晶面双晶面 twinning plane twinning plane 假想平面，双
3、晶相邻两个体重复或平行假想平面，双晶相邻两个体重复或平行（2 2）双晶轴双晶轴 twinning axis twinning axis 假想直线，双晶中的一个个体不动，另一个体绕直线旋转假想直线，双晶中的一个个体不动，另一个体绕直线旋转（常（常180180度），两个体重复、平行或连成一个完整晶体。度），两个体重复、平行或连成一个完整晶体。（3 3）双晶中心双晶中心 twinning center twinning center 例 尖晶石：双晶面尖晶石：双晶面(111)(111)，双晶轴，双晶轴(111)(111)文文石石 3 接合面 composition surface 双晶双晶相邻相邻两
4、个个体中接触的面是属于两个个体的两个个体中接触的面是属于两个个体的共同面网共同面网共同面网共同面网。例 尖晶石尖晶石 接合面接合面(111)(111)金金刚刚石石4.双晶律 twin law 双晶结合的规律。双晶结合的规律。双晶律表示方法：双晶律表示方法：（1 1）双晶要素）双晶要素+接合面（双晶要素不用双晶中心）接合面（双晶要素不用双晶中心）例尖晶石：双晶面例尖晶石：双晶面(111)(111)，双晶轴，双晶轴(111)(111)，接合面，接合面(111)(111)（2 2）其他命名方法）其他命名方法 特征矿物命名：特征矿物命名：尖晶石律双晶律尖晶石律双晶律 发觉地点命名：发觉地点命名：正长石
5、的卡斯巴律双晶（捷克斯洛正长石的卡斯巴律双晶（捷克斯洛伐克地名）伐克地名）矿物形态命名：矿物形态命名：十字石十字双晶；石膏燕尾双晶；十字石十字双晶；石膏燕尾双晶；金红石膝状双晶金红石膝状双晶5.双晶类型（1）接触双晶 简洁接触双晶 尖晶石 聚片双晶 钠长石 环状双晶 锡石（2）穿插双晶（贯穿双晶）萤石 钾长石卡式双晶方解石方解石金绿宝石金绿宝石6双晶的识别l l凹入角（单晶体均为凸多面体）l l双晶纹（一组平行线）双晶纹（一组平行线）和双晶缝合线（一条直线或折线）l l蚀象（风化刻蚀）蚀象（风化刻蚀）l l双晶中单体的取向双晶中单体的取向不一样，因而在相邻不一样，因而在相邻单体中蚀象的取向也单
6、体中蚀象的取向也不一样。不一样。l l例：石英柱面上缝合例：石英柱面上缝合线两侧的蚀象线两侧的蚀象l l假对称假对称l l任何晶体都有其固有任何晶体都有其固有的对称性，而双晶不的对称性，而双晶不符合其固有的对称特符合其固有的对称特点。点。l l例：黄铁矿十字贯穿例：黄铁矿十字贯穿双晶外形呈立方体，双晶外形呈立方体，对称表现为对称表现为m3mm3m，而，而黄铁矿固有的对称为黄铁矿固有的对称为m3m3双晶缝合线7双晶的成因（1）在双晶位取向的晶核基础上生长生长双晶（2）同质多象转变转变双晶（3）机械外力作用机械双晶8探讨意义l l鉴定矿物l l构造地质意义l l宝玉石l l晶体材料第三节浮生和交生
7、1、浮生一种晶体以确定的面网和确定的取向关系附着生长于另一种晶体表面，或者同种晶体以不同单形相像面网的晶面浮生在一起的规则连生。2、交生两种不同的晶体彼此以确定的取向关系交互结晶生长，形成交叉连生体的现象。例：文象结构：石英嵌生于粗粒钾长石中重点l l平行连生的概念l l双晶概念与双晶要素；双晶类型；若干常见矿物的双晶率l l两个以上的同种晶体按确定的对称规律形成的规则连生，相邻两个个体的相对应的面、棱角并非完全平行，但它们可借助对称操作（反伸、旋转、反映）使两个个体重合、平行或连成一个完整单晶体。l l双晶面双晶轴双晶中心；l l接触双晶、穿插双晶l l浮生与交生的概念本章结束第八章第八章、
8、晶体结构本章概要1、空间格子的划分原则；各晶系空间格子的特征（晶胞参数）4种基本格子类型和14种布拉维格子2、晶体结构对称与外部对称的联系与区分晶体结构特有的对称要素和对称操作3、空间群与等效点系的概念；空间群国际符号的书写规律。4、晶体结构类型与典型结构分析5、晶体中的缺陷类型一、十四种空间格子1.1.空间格子的划分（1）划分原则a.a.反映固有的对称性对称性b.b.在上述前提下，棱与棱之间的直角直角关系力求最多c.c.在以上二条件的基础上，体积体积力求最小2.各晶系平行六面体的形态晶族晶系格子类型晶体常数高级等轴立方格子a=b=c,a=b=c,=90=90中级四方四方格子a=bc,a=bc
9、,=90=90三方菱 面 体 格子a=b c,a=b c,=90 =120=90 =120 六方及三方六方格子a=b c,a=b c,=90 =120=90 =120 低级斜方斜方格子a b ca b c=90=90单斜单斜格子a b c,a b c,=90 =90 9090三斜三斜格子a b c,a b c,90 90（1 1）4 4种基本格子类型种基本格子类型结点（相当点）分布：结点（相当点）分布：原始格子（原始格子（原始格子（原始格子（P P）：结点：结点8 8个角顶上个角顶上底心格子底心格子底心格子底心格子：角顶及某一对称面的中心。：角顶及某一对称面的中心。C C心格子（心格子（心格子
10、（心格子（C C）：结点分布（：结点分布（001001）一对面）一对面的中心。的中心。A A心格子（心格子（心格子（心格子（A A）：结点分布（：结点分布（100100）一对面）一对面的中心。的中心。B B心格子（心格子（心格子（心格子（B B）：结点分布（：结点分布（010010）一对面）一对面的中心。的中心。体心格子（体心格子（体心格子（体心格子（I I）：结点分布角顶和体中心。：结点分布角顶和体中心。面心格子（面心格子（面心格子（面心格子（F F）：结点分布角顶和三对面的中：结点分布角顶和三对面的中心。心。2十四种布拉维格子PFIBAC结点（相当点）分布类型：结点（相当点）分布类型：1）
11、原始格子(P)primitive latticeprimitive lattice 2)底心格子（C）base-centeredbase-centered A A心格子（心格子（A A）角顶和（角顶和（100100）面中心，）面中心，a a轴轴 B B心格子（心格子（B B）角顶和（角顶和（010010）面中心，）面中心，b b轴轴 C C心格子心格子(C)(C)角顶和（角顶和（001001）面中心，）面中心，c c轴轴 3）体心格子（I）body-centeredbody-centered 4）面心格子（F）face centeredface centered十四种布拉维格子原始格子原始格子
12、(P)(P)底心格子底心格子(C)(C)体心格子体心格子(I)(I)面心格子面心格子(F)(F)三斜晶系三斜晶系P PC=PC=PI=PI=PF=PF=P单斜晶系单斜晶系P PC CI=CI=CF=CF=C斜方晶系斜方晶系P PC CI IF F四方晶系四方晶系P PC=PC=PI IF=IF=I三方晶系三方晶系P P与本晶系不与本晶系不符符I=RI=RF=RF=R六方晶系六方晶系P P不符合六方不符合六方对称对称与空间格子与空间格子条件不符条件不符与空间格子与空间格子条件不符条件不符等轴晶系等轴晶系P P与本晶系对与本晶系对称不符称不符I IF F十四种布拉维格子原始格子原始格子(P)(P)
13、底心格子底心格子(C)(C)体心格子体心格子(I)(I)面心格子面心格子(F)(F)三斜晶系三斜晶系P P P PC=PC=PI=PI=PF=PF=P单斜晶系单斜晶系P P P PC CI=CI=CF=CF=C斜方晶系斜方晶系P P P PC CI IF F四方晶系四方晶系P P P PC=PC=PI IF=IF=I三方晶系三方晶系P P P P与本晶系不与本晶系不符符I=RI=RF=RF=R六方晶系六方晶系P P P P不符合六方不符合六方对称对称与空间格子与空间格子条件不符条件不符与空间格子与空间格子条件不符条件不符等轴晶系等轴晶系P P P P与本晶系对与本晶系对称不符称不符I IF F
14、l l四方底心格子转化为原始格子l l等轴底心格子转化为体心格子其次节晶体结构的对称性l l晶体外部对称与结构对称之间既有联系又有区分晶体外部对称性晶体外部对称性有限有限单形聚形单形聚形晶体内部晶体内部格子构造格子构造对称性无限对称性无限l l特点l l由于晶体的内部对称具有微观无限图形的对称特点，因此，在晶体结构中平行于任何一个对称要素都有无穷多的对称要素。l l同时，在晶体结构上还出现了一种在晶体外形上不行能有的对称操作平移操作。一、晶体内部结构的对称要素外形上那些可能出现的对称要素特有的对称要素外形上那些可能出现的对称要素特有的对称要素一、晶体内部结构的对称要素1.平移轴：移动重复 平移
15、重复平移重复无意义无意义2.螺旋轴（screw axis）：ns n 轴次轴次（与对称形国际符号中对称轴相同）（与对称形国际符号中对称轴相同）n：1、2、3、4、6 S:旋转后向上移动的距离，旋转后向上移动的距离，n结构形式不变，晶体常数变更不大。例：MgCo3-FeCo3,Mg,Fe随意比例，类质同象混晶 Mg2sio4-Fe2sio4,Mg,Fe随意比例 ZnS类质同象 FeZn 27%类质同象与固溶体 solid solution：固溶体：在固态条件下，一种组分溶于另一种组分固溶体：在固态条件下，一种组分溶于另一种组分而形成的匀整的固体。而形成的匀整的固体。固溶体：固溶体：1.1.替代固
16、溶体替代固溶体类质同象混晶类质同象混晶 2.2.填隙固溶体（侵入固溶体）填隙固溶体（侵入固溶体）类质同象是固溶体的一种类型类质同象是固溶体的一种类型类质同象的表示：（，）含量多前少后，如 (Mg,Fe)2sio4类质同象？CaMgCO32，Ca:Mg=1:12.类质同象类型1）替代含量：完全类质同象系列完全类质同象系列 complete isomorphism complete isomorphism 不完全类质同象系列不完全类质同象系列incomplete isomorphismincomplete isomorphism2）电价：等价等价 isovalent isomorphism iso
17、valent isomorphism 异价异价 heterovalent isomorphism heterovalent isomorphism3.确定和影响类质同象的因素1 1）原子和离子半径）原子和离子半径 （r1r1大，大，r2r2小）小）（r1 r2r1 r2）/r2:/r2:小于小于15%15%易形成完全类质同易形成完全类质同象象 （r1 r2r1 r2）/r2:10-25%/r2:10-25%高温易形成完全类质高温易形成完全类质同象，低温分别同象，低温分别 （r1 r2r1 r2）/r2:25-40%/r2:25-40%不易形成完全类质同不易形成完全类质同象象2 2）离子类型和键
18、型）离子类型和键型 Ca2+Ca2+和和 Hg2+Hg2+半径分别半径分别0.1nm 0.102nm0.1nm 0.102nm 惰性气体型、铜型；惰性气体型、铜型；Al-SiAl-Si3 3）温度）温度 T T高高-有利有利 如矽线石如矽线石 AlSi AlSi，T T低低-不利不利 条纹长石条纹长石4.探讨类质同象的意义1 1、矿物温压计的理论基础、矿物温压计的理论基础 形成环境形成环境2 2、多金属矿床综合探讨和稀有分散元素赋存状态探、多金属矿床综合探讨和稀有分散元素赋存状态探讨讨 找寻分散有用元素，找寻分散有用元素，Re Re常赋存在辉钼矿中常赋存在辉钼矿中,In,In、GaGa常赋存在
19、闪锌矿中常赋存在闪锌矿中 混晶分解次生矿床混晶分解次生矿床六、同质多象 polymorphism1.概念:同种化学成分同种化学成分同种化学成分同种化学成分，不同物化条件（温度、压力、，不同物化条件（温度、压力、介质浓度）下，形成介质浓度）下，形成不同结构不同结构不同结构不同结构的晶体的现象。的晶体的现象。这些不同结构的晶体，称为同质多象变体。这些不同结构的晶体，称为同质多象变体。例:C C:石墨石墨-金刚石金刚石FeSFeS2 2：黄铁矿：黄铁矿-白铁矿白铁矿AlAl2 2SiOSiO5 5 ：红柱石、蓝晶石、矽线石：红柱石、蓝晶石、矽线石同质多象转变例：石英在常压下：-石英 -石英 -磷石英
20、 -方石英 熔体温度压力影响同质多象转变57387014701720Al2SiO5矿物稳定范围七、型变（晶变）morphotropism 主要出现在二价金属的无水碳酸盐矿物中。以主要出现在二价金属的无水碳酸盐矿物中。以CaCa2+2+半径半径0.1nm0.1nm为界为界小于小于CaCa2+2+方解石型方解石型结构，如结构，如MgMg2+2+COCO3 3,Zn,Zn2+2+COCO3 3,Fe,Fe2+2+COCO3 3 方解石（方解石（Ca Ca2+2+配位数配位数6 6，三方晶系，三方晶系,解理解理10101 11 1）文石（文石（Ca Ca2+2+配位数配位数9 9，斜方晶系，斜方晶系,
21、无解理）无解理）大于大于CaCa2+2+文石型文石型结构，斜方晶系结构，斜方晶系,如如SrSr2+2+COCO3 3,Ba,Ba2+2+COCO3 3,Pb,Pb2+2+COCO3 3 Ca2+八、多型 概念：一种元素或化合物以两种或两种以上层状结构存在的现象，其单元结构层相同，只是叠置依次不同。多型符号：数字大写字母 如：3C，2H，2W 数字：重复周期内结构单元层层数 字母：晶系：M,O,T,Q,H,C 石墨的多型九、晶体结构的有序、无序概念：概念：两种或两种以上原子或离子在晶体结构中占据某种两种或两种以上原子或离子在晶体结构中占据某种位置时，位置时，如它们相互分布是随意的如它们相互分布是随意的无序结构（无序结构（disorder disorder structruestructrue）如它们相互分布是有规律的如它们相互分布是有规律的有序结构（有序结构（order order structurestructure）长程有序与短程有序长程有序与短程有序部分有序，有序度部分有序，有序度如黄铜矿如黄铜矿550550以上以上ZnSZnS矿型结构，立方格子矿型结构，立方格子550550以下以下CuCu、FeFe有规律，四方格子有规律，四方格子本章结束