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1、关于晶体的规则连生结构化学现在学习的是第1页，共67页本章概要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、晶体的规则连生现在学习的是第2页，共67页第七章、晶体的规则连生一、平行连生 parallel grouping 结晶取向完全一致的两个或两个以上的同种晶体连生结晶取向完全一致的两个或两个以上的同种晶体连生结晶取向完全一致的两个或两个以上的同种晶体连生结晶取向完全一致的两个或两个以上的同种晶体连生在一起在一起在一起在一起，具平行连生关系的晶体称，具平行连生关系的晶体称平行连晶平行连晶。平行连晶外形上
2、表现为各晶体的所有几何要素相互平行，其连生部平行连晶外形上表现为各晶体的所有几何要素相互平行，其连生部位出现凹入角但位出现凹入角但内部结构呈连续贯通的格子构造内部结构呈连续贯通的格子构造。因此，从结构特点上。因此，从结构特点上来看，来看，平行连晶与单晶没有什么区别。平行连晶与单晶没有什么区别。连生着的每一个晶体的相对应的晶面和晶棱都平行。连生着的每一个晶体的相对应的晶面和晶棱都平行。例：例：现在学习的是第3页，共67页二、双晶 twins 1.概念：两个两个以上的同种晶体同种晶体按一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）
3、使两个个体重合、平行或连成两个个体重合、平行或连成一个完整单晶体一个完整单晶体。现在学习的是第4页，共67页2.双晶要素 twin elements（1 1）双晶面双晶面 twinning planetwinning plane 假想平面，双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 axistwinning axis 假想直线，双晶中的一个个体不动，另一个体绕直线旋转（常假想直线，双晶中的一个个体不动，另一个体绕直线旋转（常180180度），度），两个体重复、平行或连成一个完整晶体。两个体重复、平行或连成一个完整晶体。（3 3）双晶中心双
4、晶中心 twinning centertwinning center 例 尖晶石：双晶面尖晶石：双晶面(111)(111)，双晶轴，双晶轴(111)(111)文文石石现在学习的是第5页，共67页 3 接合面 composition surface 双晶双晶相邻相邻两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共同面共同面共同面网网网网。例 尖晶石尖晶石 接合面接合面(111)(111)金金刚刚石石现在学习的是第6页，共67页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）双晶要素双晶要素双晶要素双晶要素+接合面接
5、合面接合面接合面（双晶要素不用双晶中心双晶要素不用双晶中心）例例尖晶石：双晶面尖晶石：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：尖晶石尖晶石律双晶律律双晶律 发现地点命名：发现地点命名：正长石的卡斯巴律双晶（捷克斯洛伐克地名）正长石的卡斯巴律双晶（捷克斯洛伐克地名）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；金红石膝状双晶十字石十字双晶；石膏燕尾双晶；金红石膝状双晶现在学习的是第7页，共67页5.双晶类型（1）接触双晶 简单接触双晶简单接触双晶 尖晶石尖晶石
6、聚片双晶聚片双晶 钠长石钠长石 环状双晶环状双晶 锡石锡石（2）穿插双晶（贯穿双晶）萤石萤石 钾长石卡式双晶钾长石卡式双晶方解石方解石金绿宝石金绿宝石现在学习的是第8页，共67页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）现在学习的是第9页，共67页l l蚀象（风化刻蚀）蚀象（风化刻蚀）双晶中单体的取向不一致，双晶中单体的取向不一致，因而在相邻单体中因而在相邻单体中蚀象的蚀象的蚀象的蚀象的取向也不一致取向也不一致取向也不一致取向也不一致。例：石英柱面上缝合线两侧的例：石英柱面上缝合线两侧的蚀象蚀象l l假对称假对称任
7、何晶体都有其固有的任何晶体都有其固有的对称性，而双晶对称性，而双晶不符合不符合不符合不符合其固有的对称特点其固有的对称特点其固有的对称特点其固有的对称特点。例：黄铁矿十字贯穿双晶外形呈例：黄铁矿十字贯穿双晶外形呈立方体，对称表现为立方体，对称表现为m3mm3m，而黄铁矿固有的对称为而黄铁矿固有的对称为m3m3双晶缝合线现在学习的是第10页，共67页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现在学习的是第11页，共67页8研究意义l l鉴定矿物l l构造地质意义l l宝玉石l l晶体材料现在学习的是第12页，共67页第三节浮生和交生
8、1、浮生一种晶体以一定的面网和确定的取向关系附着生长于另一种晶体另一种晶体表面，或者同种晶体以不同单形同种晶体以不同单形相似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两种不同的晶体彼此以一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现在学习的是第13页，共67页重点l l平行连生的概念l l双晶概念与双晶要素；双晶类型；双晶概念与双晶要素；双晶类型；若干常见矿物的双晶率 两个两个两个两个以上的以上的同种晶体同种晶体同种晶体同种晶体按一定的按一定的对称规律对称规律对称规律对称规律形成的规则连生，相邻两个个体的相形成的规则连生，相邻两个个体的相对
9、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两个个体重合、平行或连成一个完整单晶体两个个体重合、平行或连成一个完整单晶体两个个体重合、平行或连成一个完整单晶体。双晶面双晶轴双晶中心；双晶面双晶轴双晶中心；接触双晶、穿插双晶接触双晶、穿插双晶l l浮生与交生的概念现在学习的是第14页，共67页本章结束第八章现在学习的是第15页，共67页第八章、晶体结构本章概要1 1、空间格子的划分原则；各晶系空间格子的特征（晶胞参数）、空间格子的划分原则；各晶系空间格子的特征（晶胞
10、参数）4 4种基本格子类型和种基本格子类型和种基本格子类型和种基本格子类型和1414种布拉维格子种布拉维格子种布拉维格子种布拉维格子2 2、晶体结构对称与外部对称的联系与区别、晶体结构对称与外部对称的联系与区别晶体结构特有的对称要素和对称操作晶体结构特有的对称要素和对称操作晶体结构特有的对称要素和对称操作晶体结构特有的对称要素和对称操作3 3、空间群与等效点系的概念；空间群国际符号的书写规律。、空间群与等效点系的概念；空间群国际符号的书写规律。4 4、晶体结构类型与典型结构分析晶体结构类型与典型结构分析晶体结构类型与典型结构分析晶体结构类型与典型结构分析5 5、晶体中的缺陷类型、晶体中的缺陷类
11、型现在学习的是第16页，共67页一、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，体体积积力求最小现在学习的是第17页，共67页2.各晶系平行六面体的形状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,=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
12、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现在学习的是第18页，共67页现在学习的是第19页，共67页（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（心格子（C C）：结点分布（：结点分布（001001）一对面的中心。）一对面的中心。A A心格子（心格子（心格子（心格子（A A）：结点分布（：结点分布（1
13、00100）一对面的中心。）一对面的中心。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）一对面的中心。）一对面的中心。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心。：结点分布角顶和三对面的中心。2十四种布拉维格子PFIBAC现在学习的是第20页，共67页结点（相当点）分布类型：结点（相当点）分布类型：1）原始格子(P)primitive latticeprimitive lattice 2)底心格子（C）base-centered
14、base-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现在学习的是第21页，共67页十四种布拉维格子原始格子原始格子(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)
15、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现在学习的是第22页，共67页十四种布拉维格子原始格子原始格子(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
16、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现在学习的是第23页，共67页l l四方底心格子转化为原始格子l
17、l等轴底心格子转化为体心格子现在学习的是第24页，共67页第二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别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现在学习的是第25页，共67页l l特点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无穷多的对称要素。同时，在晶体结构上还出现了一种在晶体外形上不可能有的对称操作平移操作平移操作。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现在学习的是第2
18、6页，共67页一、晶体内部结构的对称要素1.平移轴：移动重复 平移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，晶体常数变化不大。结构形式不变，晶体常数变化不大。例：例：MgCoMgCo3 3-FeCo-FeCo3 3,Mg,Fe,Mg,Fe任意比例，类质同象混晶任意比例，类质同象混晶 MgMg2 2siosio4 4-Fe-Fe2 2siosio4 4,Mg,Fe,Mg,Fe任意比例任意比例 ZnSZnS类质
19、同象类质同象 FeFeZn 27%Zn 27%现在学习的是第54页，共67页现在学习的是第55页，共67页类质同象与固溶体 solid solution：固溶体固溶体：在固态条件下，一种组分溶于另一种组分而形成的均匀的固在固态条件下，一种组分溶于另一种组分而形成的均匀的固体。体。固溶体：固溶体：1.1.替代固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现在学习的是第56页，共67页类质同象的表示：（，）含量多前少后，如 (Mg,Fe)2sio4类质同象？CaMgCO32，Ca:Mg=1:1现
20、在学习的是第57页，共67页2.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 isomorphismcomplete 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 isomorphismisovalent isomorphism 异价异价 heterovalent isomorphismheterovalent isomorphism现在学习的是第58页，共67页3.决定和影响类质同象的因素1 1）原子和离子半径）原子和离
21、子半径 （r r1 1大，大，r r2 2小）小）（r r1 1 rr2 2）/r r2 2:小于小于15%15%易形成完全类质同象易形成完全类质同象 （r r1 1 rr2 2）/r r2 2:10-25%:10-25%高温易形成完全类质同象，低温分离高温易形成完全类质同象，低温分离 （r r1 1 rr2 2）/r r2 2:25-40%:25-40%不易形成完全类质同象不易形成完全类质同象2 2）离子类型和键型）离子类型和键型 CaCa2+2+和和 HgHg2+2+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-S
22、i3 3）温度）温度 T T高高-有利有利 如矽线石如矽线石 AlSiAlSi，T T低低-不利不利 条纹长石条纹长石现在学习的是第59页，共67页4.研究类质同象的意义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、多金属矿床综合研究和稀有分散元素赋存状态研究、多金属矿床综合研究和稀有分散元素赋存状态研究 寻找分散有用元素，寻找分散有用元素，ReRe常赋存在辉钼矿中常赋存在辉钼矿中,In,In、GaGa常赋存在闪常赋存在闪锌矿中锌矿中 混晶分解次生矿床混晶分解次生矿床现在学习的是第60页，共67页六、同质多象 polymorphism1.概念:同种化学成分同种化学
23、成分同种化学成分同种化学成分，不同物化条件（温度、压力、介，不同物化条件（温度、压力、介质浓度）下，形成质浓度）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、矽线石现在学习的是第61页，共67页同质多象转变例：石英在常压下：-石英 -石英 -磷石英 -方石英 熔体温度压力影响同质多象转变57387014701720现在学习的是第62页，共67
24、页Al2SiO5矿物稳定范围现在学习的是第63页，共67页七、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（CaCa2+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（CaCa2+2+配位数配位数9 9，斜方晶系，斜方晶系,无解理）无解理）大于大于CaCa2+2+
25、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+现在学习的是第64页，共67页八、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，只是叠置顺序不同。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 石墨的多型现在学习的是第65页，共67页九、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两种或两种以上原子或离子在晶体结构中占据某种位置某种位置时，时，如它们相互分布是如它们相互分布是任意任意的的无序结构无序结构无序结构无序结构（disorder structruedisorder structrue）如它们相互分布是如它们相互分布是有规律有规律的的有序结构有序结构有序结构有序结构（order structureorder structure）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，四方格子现在学习的是第66页，共67页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第67页，共67页