结晶学复习资(重点知识).docx

1、结晶学:以晶体为研究对象,以晶体的对称规律为主要研究内容的一门基础基础性的自然科学。
2、矿物学:以矿物晶体为研究对象,主要研究各具体矿物晶体的成分、物理性质、成因特点等。
3、晶体:内部结构具有周期重复性,即具有格子构造的固体。
晶体结构=点阵(或空间格子)+结构基元
4、格子构造:晶体结构的周期重复规律,这种规律是可以用格子状的图形-空间格子表示的。
5、空间格子:表示晶体结构周期重复规律的简单几何图形。
6、相当点:满足以下两个条件的点:性质相同,周围环境相同。
7、空间格子的四要素
①结点: 空间格子中的点,代表具体晶体结构中的相当点。
结点间距:同一行列中相邻结点间的距离。
②行列: 结点在直线上的排列。
③面网: 结点在平面上的分布。
面网密度:面网上单位面积内结点的密度。
面网间距:任意两相邻面网间的垂直距离。
(面网密度与面网间距成正比)
④平行六面体: 结点在三维空间形成的最小重复单位。
平行六面体对应的实际晶体中相应的范围叫晶胞。
晶体的基本性质
①自限性: 晶体能够自发地生长成规则的几何多面体形态。
②均一性:同一晶体的不同部分物理化学性质完全相同。晶体是绝对均一性,非晶体是统计的、平均近似均一性。
③异向性:同一晶体不同方向具有不同的物理性质。例如: 蓝晶石的不同方向上硬度不同。
④对称性:同一晶体中,晶体形态相同的几个部分(或物理性质相同的几个部分)有规律地重复出现。
⑤最小内能性:晶体与同种物质的非晶体相比,内能最小。晶体具有固定的熔点。
⑥稳定性:晶体比具有相同化学成分的非晶体稳定。
实际晶体形态(歪晶):偏离理想的晶体形态。
面角守恒定律:同种矿物的晶体,其对应晶面间的角度守恒。
(意义:结晶学发展的奠基石)
3、晶体测量:就是测量晶面之间的夹角。
方法:①接触测角(接触测角仪)②反射测角(单圈、双圈反射测角仪)
晶体的投影:将晶面的空间分布转化为平面图。
①极射赤平投影:晶面的球面投影,晶体的球面坐标,晶体的极射赤平投影,吴氏网
②心射极平投影
对称:物体相同部分有规律的重复。
晶体对称的特点。
①由于晶体内部都具有格子构造,通过平移,可使相同质点重复,因此,所有的晶体结构都是对称的(这种对称叫平移对称)。
②晶体的对称受格子构造规律的限制,因此,晶体的对称是有限的,它遵循“晶体对称定律”。
③晶体的对称不仅体现在外形上,同时也体现在物理性质上。
Ps:格子构造使得所有晶体都是对称的,格子构造也使得并不是所有对称都能在晶体中出现的。
晶体的宏观对称要素和对称操作
对称操作:使对称图形中相同部分重复的操作。
对称要素:在进行对称操作时所应用的辅助几何要素(点、线、面)。
①对称面—P 操作为反映。可以有多个对称面存在,如3P、6P等。
②对称轴—Ln 操作为旋转。其中n代表轴次,意指旋转360度相同部分重复的次数。旋转一次的角度为基转角α,关系为:n=360/α。N>2为高次轴,n<=2为低次轴。
晶体的对称定律:由于晶体是具有格子构造的固体物质,这种质点格子状的分布特点决定了晶体的对称轴只有n = 1,2,3,4,6这五种,不可能出现n = 5, n > 6的情况。
③对称中心—C 操作为反伸。只可能在晶体中心,只可能一个。
④旋转反伸轴–Lin 操作为旋转+反伸的复合操作。
关系:Li1 = C, Li2 = P, Li3 = L3 +C,Li6 = L3 + P
对称要素的组合
①定理1:Ln×L2→LnnL2 (L2与L2的夹角是Ln基转角的一半)
逆定理: L2与L2相交,在其交点且垂直两L2会产生Ln,其基转角是两L2夹角的两倍。并导出n个在垂直Ln平面内的L2。
例: L4×L2→L44L2 , L3×L2→L33L2
②定理2:Ln×P⊥→LnP⊥C (n为偶数)
逆定理: Ln×C →LnP⊥C (n为偶数)
P×C→L2P⊥C
这一定理说明了L2、P、C三者中任两个可以产生第三者。
③定理3:Ln×P//→LnnP//(P与P夹角为Ln基转角的一半);
逆定理:两个P相交,其交线必为一Ln,其基转角为P夹角的两倍,并导出n个包含Ln的P。
④定理4:Lin×P// =Lin ×L2⊥→Lin n/2 L2⊥ n/2 P// (n为偶数)→Linn L2⊥nP//(n为奇数)
5、32种对称型(点群及其推导) p36
对称型(或点群):晶体形态中,全部对称要素的组合。一般来说强调对称要素时称对称型,强调对称操作时称点群。
6、晶体的分类
选择晶轴的原则
①与晶体的对称特点相符合(即一般都以对称要素作晶轴,要