結(jié)晶學(xué)及礦物學(xué)試題及答案

1、考試課程名稱：_結(jié)晶學(xué)_ 學(xué)時(shí)：4040 學(xué)時(shí)考試方式：開卷、閉卷、筆試、口試、其它考試內(nèi)容：一、填空題（每空 0.5 分，共 10 分）1. 晶體的對(duì)稱不僅體現(xiàn)在 _上，同時(shí)也體現(xiàn)在 _上。2. 中級(jí)晶族中，L2與高次軸的關(guān)系為 _。3. 下面的對(duì)稱型國(guó)際符號(hào)對(duì)應(yīng)晶系分別為：23 為_晶系，32 為_ 晶系，mm 為_ 晶系，6mm 為_ 晶系。4. 金剛石晶體的空間群國(guó)際符號(hào)為 Fd3m 其中 F 表示_ ，表示_ ，根據(jù)其空間群符號(hào)可知金剛石屬于 _ 晶系，其宏觀對(duì)稱型的全面符號(hào)為_ 。5. 正長(zhǎng)石通常發(fā)育 _雙晶，斜長(zhǎng)石發(fā)育 _ 雙晶。6. 晶體中的化學(xué)鍵可以分為 _ 、_、_ 、_和

2、等五種。7. 最緊密堆積原理適用于_晶格和_ 晶格的晶體。二、選擇題（每題 1 分，共 10 分，前 4 題為單選）1. 對(duì)于同一種晶體而言，一般說來大晶體的晶面數(shù)與小晶體的晶面數(shù)，哪個(gè)更多？（）A 、大晶體的 B 、小晶體的 C 、一樣多 D 、以上均錯(cuò)誤2. 類質(zhì)同象中，決定對(duì)角線法則的最主要因素是：（）A、離子類型和鍵型B、原子或離子半徑 C、溫度 D、壓力3. 具有 Li4和 L6的晶體的共同點(diǎn)是：（）A、有 L2B、無 P C、無 C D、有垂直的 P4. 關(guān)于布拉維法則說法不正確的是：（）A、實(shí)際晶體的晶面往往平行于面網(wǎng)密度大的面網(wǎng)B 面網(wǎng)密度越大，與之平行的晶面越重要C 面網(wǎng)密度

3、越大，與之平行的晶面生長(zhǎng)越快D 面網(wǎng)密度越大，與之平行的晶面生長(zhǎng)越慢5. 可以與四面體相聚的單形有（）A 、四面體 B 、立方體 C 、八面體 D 、四方柱 E 、斜方雙錐6. 黃鐵礦晶體通常自發(fā)地生長(zhǎng)成為立方體外形，這種現(xiàn)象說明晶體具有（）性質(zhì)：A 、自限性 B 、均一性 C 、異向性 D 、對(duì)稱性7. 下面說法中正確的有：（）A、準(zhǔn)晶體具有近程規(guī)律 B、非晶體具有遠(yuǎn)程規(guī)律C 準(zhǔn)晶體具有遠(yuǎn)程規(guī)律 D 、非晶體具有近程規(guī)律8. 某晶面在 X、Y、Z 軸上截距相等，該晶面可能的晶面符號(hào)有（）A 、（ hhl） B 、（ hkl） C、（ 1011） D、（ hh2h|）9. 同一晶帶的晶面的極射

4、赤平投影點(diǎn)可能出現(xiàn)的位置有（）A 、基圓上 B 、直徑上 C 、大圓弧上 D 、小圓弧上10. 關(guān)于有序-無序現(xiàn)象說法正確的有（）A、有序-無序是一種特殊的類質(zhì)同象B、形成的溫度越高晶體越有序C 形成的溫度越高晶體越無序D、有序-無序是一種特殊的同質(zhì)多象三、名詞解釋（5 個(gè)，每個(gè) 2 分，共 10 分）1.平行六面體 2.晶體對(duì)稱定律 3.空間群 4.雙晶律 5.多型四、問答題（29 分）1.石鹽（NaCI）晶體的空間群為 Fm3m 請(qǐng)?jiān)谑}晶體結(jié)構(gòu)平面示意圖（下圖 a， b）中分別以氯離子和鈉離子為研究對(duì)象，畫出各自的平面格子的最小重復(fù)單元。 它們的形態(tài)相同嗎？為什么？（ 6 分）o o o

5、 o oo o o o oo o b2. 簡(jiǎn)述同質(zhì)多象的概念、同質(zhì)多象轉(zhuǎn)變的類型，并舉例說明。（8 分）3. 判斷下列晶面與晶面，晶面與晶棱，晶棱與晶棱之間的空間關(guān)系（平行、垂直 或斜交）：（8 分）1 ）等軸晶系和斜方晶系晶體：（001 ）與001， （010）與010， （111）與 111，（ 110）與（010）。2）三、六方晶系晶體：（1010）與（0001）， （ 1010）與（1120）， （ 1010）與（1011），（ 0001 ）與（1120）o結(jié)晶學(xué)（40學(xué)時(shí)）試題參考答案一、填空題1. 幾何外形、物理性質(zhì)2. 垂直3. 等軸、三方、斜方、六方4. 面心格子、金剛石滑移面

6、、等軸、 3L44L36L29PC5. 卡斯巴、鈉長(zhǎng)石律聚片6. 離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵、分子鍵、氫鍵7. 金屬、離子二、選擇題1.B 2.B 3.C 4.C 5.AB 6.ACD 7.ACD 8.ABD 9.ABC 10.CD三、名詞解釋1.平行六面體： 空間格子中最小的重復(fù)單位， 由兩兩相互平行的六個(gè)面圍限起來 的。氯離子鈉離子2. 晶體對(duì)稱定律：晶體中只存在 1 次、2 次、3 次、4 次和 6 次對(duì)稱軸，不會(huì)出 現(xiàn) 5次以及 6 次以上的對(duì)稱軸。3. 空間群：晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，對(duì)稱要素的組合。由于它們不交于一點(diǎn)，且能夠用 數(shù)學(xué)的群來表示，顧稱為空間群。4. 雙晶律：雙晶結(jié)合的規(guī)律，通常用

7、雙晶要素和雙晶結(jié)合面來表示。5. 多型：一種元素或化合物以兩種或兩種以上的層狀結(jié)構(gòu)存在的現(xiàn)象，不同層狀結(jié)構(gòu)之間單元層是相同的，僅僅是層的堆垛方式不同四、問答題1.答：（平面格子見下圖）相同。因?yàn)榭臻g格子是反映晶體的格子構(gòu)造規(guī)律性的幾何圖形。同一種晶體它的規(guī)律性是相同的，與選取的對(duì)象無關(guān)。因此，按照不同研究對(duì)象所畫的平面格子相同 丫 f o 0 0 O右O右0 O O Oa.以氯離子為研究對(duì)象b.以鈉離子為研究對(duì)象2.答：同質(zhì)多像是指化學(xué)成分相同的物質(zhì)， 在不同的物理化學(xué)條件下，形成結(jié)構(gòu) 不同的若干種晶體的現(xiàn)象。其轉(zhuǎn)變類型根據(jù)變體間相互轉(zhuǎn)換關(guān)系可以分為：1）雙變性轉(zhuǎn)變，即兩變體之間的轉(zhuǎn)變是雙向的

8、，其轉(zhuǎn)變過程快速且是可逆的女口： :-石英一 :-石英2）單變性轉(zhuǎn)變，兩變體之間的轉(zhuǎn)變是單向的，其轉(zhuǎn)變過程遲緩，且只在升溫 過程中發(fā)生。如：-石英f2-鱗石英f-方石英其轉(zhuǎn)變類型根據(jù)不同變體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系來看，可以分為：1）重建式轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變時(shí)晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了徹底改組，包括鍵性、配位態(tài)及堆積方式等的變化，再重新建立起新變體的結(jié)構(gòu)如：金剛石和石墨間的轉(zhuǎn)變2）移位式轉(zhuǎn)變，不涉及鍵的破壞和重建，只是結(jié)構(gòu)中原子或離子稍作位移, 鍵角有所改變，相當(dāng)于整個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的變形。如：一:l 石英和 r-石英之間的轉(zhuǎn)變3）有序-無序轉(zhuǎn)變，同種物質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的無序態(tài)與有序態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。如：黃銅礦（CuFeS）晶體中卩+

9、和 CIT 之間的有序態(tài)和無序態(tài)的轉(zhuǎn)變3. 答：等軸晶系：垂直、垂直、垂直、斜交斜方晶系：垂直、垂直、斜交、斜交三、六方晶系：垂直、斜交、斜交、垂直4. 答：1） 4, 72)13) 2, 3, 5, 6, 8, 94) 3, 45) 5, 86)2,5,87)9考試課程名稱：礦物學(xué) 學(xué)時(shí)： 4040 學(xué) 時(shí)考試方式：開卷、閉卷、筆試、口試、其它考試內(nèi)容：一、 名詞解釋（每個(gè) 2 2 分，共 1010 分，答案寫在答題紙上）1.晶體習(xí)性 2.克拉克值3. 假像 4. 條痕 5.鋁硅酸鹽二、 填空題（每空 0.50.5 分，共 1212 分）1._地殼中化學(xué)元素分布最多的 8 種元素為_ ，因此

10、，地殼中 _和_ 大類礦物分布最廣。2.白云石 CaMgC3O2和鎂方解石（Ca,Mg CQ中的 CT 和 Mg+間的關(guān)系分別為和_ 。3.礦物中的水分為 _ 、_ 和_ 等三種基本類型，蛋白石（SiO2? nH2O）中的水為_水，水鎂石（Mg（OH）中的水為_水。4. 組成軟玉的主要礦物為_和_。5. 具有正尖晶石型結(jié)構(gòu)的礦物有 _，具有反尖晶石型結(jié)構(gòu)的礦物有_。6. 正長(zhǎng)石常見_雙晶，斜長(zhǎng)石常見_ 雙晶。7. AbSiQ 有_、_ 和_ 等三種同質(zhì)多相變體，其中_為鋁的鋁硅酸鹽。8. 具有 TOT 型結(jié)構(gòu)單元層的礦物有_ 和_，具有 TO 型結(jié)構(gòu)單元層的礦物有_和_。三、選擇題（每個(gè) 1

11、1 分，共 1414 分。前 7 7 個(gè)為單選）1、 常與硫元素相結(jié)合形成硫化物的離子為：（）A、惰性氣體型 B、銅型 C、過渡型 D、以上均可2、 珍珠光澤常常出現(xiàn)在下面那些部位：（）A、解理面上 B、斷口上 C、裂開面上 D、晶面上3、 綠柱石呈現(xiàn)綠色是因?yàn)椋海ǎ〢、含有色素離子 B、色心 C、含有雜質(zhì)包裹體 D、干涉效應(yīng)4、 方鉛礦常常與閃鋅礦、黃鐵礦在一起出現(xiàn)，它們間的關(guān)系為：（）A、共生 B、伴生 C、世代 D、假像5、 在 KAISi3Q的三種有序-無序變體中，透長(zhǎng)石對(duì)應(yīng)：（）A、完全無序態(tài) B、完全有序態(tài) C、部分有序態(tài) D、均有可能&聚片雙晶紋出現(xiàn)在：（）A、晶面上 B

12、、解理面上 C、斷口上 D 、以上均可7、 高溫石英轉(zhuǎn)變成低溫石英后仍保留其原來的六方雙錐的外形，此種現(xiàn)象稱為：（ ）A、蝕像B 、假像 C 、副像 D 、類質(zhì)同像8、 二向延長(zhǎng)性晶體的形態(tài)可以描述為：（）A、柱狀 B、板狀 C、鱗片狀 D、纖維狀9、 關(guān)于褐鐵礦描述正確的有：（）A、是一種礦物B、是混合物C 可用于煉鐵 D 、是鐵礦石的風(fēng)化產(chǎn)物10、具有金剛光澤的礦物，它的透明度可以是：（A、透明 B 、不透明 C、半透明 D、以上均可11、 下面礦物中，石英的異種有：（）A、水晶 B、瑪瑙 C、燧石 D、芙蓉石12、 硬度中等的礦物有：（）A、石膏 B、正長(zhǎng)石 C、磷灰石 D、方解石13、

13、 具有 NaCI 型衍生結(jié)構(gòu)的礦物有：（）A、黃鐵礦 B、橄欖石 C、方解石 D、重晶石14、 以下礦物中，屬于化學(xué)計(jì)量礦物的有：（）A、鐵閃鋅礦 B、磁黃鐵礦 C、黃鐵礦 D、黃銅礦四、問答題（共 2424 分）1. 從晶體化學(xué)的角度說明金剛石和石墨的性質(zhì)差異。（7 分）2. 下圖是云母型晶體的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出下列結(jié)構(gòu)單元:a.四面體片 b.八面體片 c.結(jié)構(gòu)單元層 d.層間域 并請(qǐng)指出云母型晶體的結(jié)構(gòu)單元層類型。（5 分）3. 閃鋅礦有深色和淺色之分，同時(shí)其他光學(xué)性質(zhì)相應(yīng)地也各有所不同，請(qǐng)解釋其 原因所在。（6 分）4. 斜方輝石與單斜輝石礦物的解理面符號(hào)不同， 解理夾角是否一樣？

14、為什么？請(qǐng) 簡(jiǎn)單圖示說明。（6 分）礦物學(xué)（4040 學(xué)時(shí)）參考答案一、名詞解釋1. 晶體習(xí)性： 在一定的外界條件下， 礦物晶體常常生長(zhǎng)出的習(xí)見形態(tài)， 稱為晶體 習(xí)性。2. 克拉克值：元素在地殼中平均的百分含量，通常有質(zhì)量克拉克值和原子克拉克 值兩種表示方法。4. 條痕：礦物粉末的顏色。是鑒定礦物的重要依據(jù)之一。5. 鋁硅酸鹽：在硅酸鹽類中，Al3+以四次配位的形式，進(jìn)入到SiOR 四面體中， 替代一部分 Si4+,這種硅酸鹽稱為鋁硅酸鹽。二、填空題1.0、Si、Al、Fe、Ca、Na K Mg 氧化物和氫氧化物 含氧鹽2. 復(fù)鹽中兩種固定占位的陽離子類質(zhì)同象3. 吸附水 結(jié)晶水 結(jié)構(gòu)（化合）

15、水 吸附 結(jié)構(gòu)（化合）4. 透閃石 陽起石5. 尖晶石（鉻鐵礦）磁鐵礦6. 卡斯巴 鈉長(zhǎng)石律聚片7. 紅柱石藍(lán)晶石矽線石矽線石8. 滑石（云母）葉臘石（綠泥石）高嶺石 蛇紋石三、選擇題I- 5 B A A A A6-10 D C BC BCD ACII-14 ABCD CD AC ACD四、問答題1.答:金剛石和石墨的化學(xué)成分相同， 但它們的晶體結(jié)構(gòu)和晶格類型有較大差異，從而導(dǎo)致了它們宏觀形態(tài)和物理性質(zhì)上存在很大的差異。金剛石的空間格子為立 方面心格子，晶格中質(zhì)點(diǎn)以共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)，是典型的原子晶格晶體。其物理性質(zhì)顯 示原子晶格的特點(diǎn)：硬度高，光澤強(qiáng)，具脆性，不導(dǎo)電。石墨的空間格子為三方 或六方格子

16、，層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)具共價(jià)鍵一金屬鍵，層間為分子鍵。表現(xiàn)在物理性質(zhì)上為晶體具明顯的異向性，具 0001 極完全解理（層狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致），硬度低（分子鍵引起），金屬光澤，電的良導(dǎo)體（金屬鍵存在）。2.答：結(jié)構(gòu)單元層是指層狀礦物的晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元的類型是 TOT 型。層狀硅酸鹽的四個(gè)基本結(jié)構(gòu)見下圖所示。3.答：這是由于閃鋅礦化學(xué)成分不同而導(dǎo)致的差異。在自然界中，閃鋅礦（ ZnS）中的 Zn2+比較容易被 Fe2+替代，形成類質(zhì)同像混晶。當(dāng)替代程度較少時(shí)， Zn2+與S2-以共價(jià)鍵連接。礦物顯示出原子晶格晶體的光學(xué)性質(zhì)，例如：較淺的顏色，同 時(shí)條痕也很淺，礦物透明，并且是金剛光澤。當(dāng)替代程度較大時(shí)，

17、Fe2+與 S2-之間的化學(xué)鍵作用顯現(xiàn)，這兩種元素間的化學(xué)鍵向金屬鍵過渡，一定金屬晶格晶體的光學(xué)性質(zhì)，例如：顏色變深，條痕變深，半透明甚至不透明, 半金屬光澤等。4.答：斜方輝石的解理面符號(hào)為210，單斜輝石的解理面符號(hào)為110。但它們 的夾角相同。 這是因?yàn)閮蓚€(gè)輝石亞族的礦物的結(jié)構(gòu)形式一樣，產(chǎn)生解理的原因相 同，因此產(chǎn)生的解理形態(tài)、夾角和等級(jí)均應(yīng)相似。它們的解理面符號(hào)不同的原因是斜方輝石的 a0（1.822-1.824nm ）剛好是單斜輝石 a。（ 0.970-0.982nm ）的兩倍,而 be和 C0值均非常相似，從而導(dǎo)致解理符號(hào)分別為210和110（見下圖示）。云母結(jié)構(gòu)單元層從而導(dǎo)致礦物

18、顯示出C.結(jié)構(gòu)單元層a.四面體片 b.八面體片d.層間考試課程名稱：結(jié)晶學(xué)及礦物學(xué)學(xué)時(shí): 6060 學(xué)時(shí)考試方式：開卷、閉卷、筆試、口試、其它考試內(nèi)容：一、填空題（每空0.5分，共17分）1 晶體的基本性質(zhì)有 _ 、_、_、_、和_。2._結(jié)晶學(xué)中，hkl是_符號(hào)，（hkl ）是_符號(hào)，hkl是_ 符號(hào)。3 .空間群國(guó)際符號(hào) P4/mnm 中，P 表示_、42表示_ 、n表示_ 、m 表示_ 、屬于_ 晶系。4 .礦物中的水，據(jù)其存在形式及在結(jié)構(gòu)中的作用分為_、_、_ 、_和_。5._ 等大球最緊密堆積有和兩種基本形式，球體之間存在_和_兩種空隙類型。6._按最外層電子構(gòu)型。 通常將陽離子劃分

19、為 _ 、_ 和等三種離子類型。7礦物的顏色，據(jù)其產(chǎn)生的原因通常可分為 _ 、_和_三種。8._根據(jù)晶體在三維空間的發(fā)育程度，晶體習(xí)性大致分為三種基本類 型：_ 、_ 、_ 。二、名詞解釋：（每個(gè) 2 2 分，共 1010 分）1.TOT 型結(jié)構(gòu) 2 .對(duì)稱型 3.尖晶石型結(jié)構(gòu) 4.礦物的硬度5.類質(zhì)同像四、問答題 （2525 分）1、舉例說明礦物解理產(chǎn)生的原因。（6 分）2、以 Si 為原始幾何點(diǎn)，找出它的相當(dāng)點(diǎn)，畫出空間格子的平面格子（ A 圖）； 以 O為原始幾何點(diǎn)，找出它的相當(dāng)點(diǎn)，畫出相應(yīng)的空間格子的平面格子（B 圖） 這兩種情況下畫出的平面格子相同嗎？為什么？（ 6 分）Y9正長(zhǎng)石常

20、見的雙晶是，斜長(zhǎng)石的雙晶是。3、 試從晶體化學(xué)的角度解釋 AI2SQ5的同質(zhì)多象現(xiàn)象，并分析它們所代表的溫度 壓力條件？ （ 7 分）4、層間域是什么？層間域中的內(nèi)容會(huì)影響礦物的哪些特性？ （6 分）結(jié)晶學(xué)及礦物學(xué)（6060 學(xué)時(shí)）試題參考答案一、填空題1. 自限性、均勻性、對(duì)稱性、各向異性、最小內(nèi)能性、穩(wěn)定性2. 單形、晶面、晶棱/晶帶3. 原始格子、四次中性螺旋軸、對(duì)角線滑移面、對(duì)稱面、四方4. 吸附水、結(jié)晶水、結(jié)構(gòu)水、層間水、沸石水5. 立方最緊密堆積、六方最緊密堆積、四面體、八面體6. 惰性氣體型、銅型、過渡型7. 自色、他色、假色8. 一向延長(zhǎng)型、二向延長(zhǎng)型、三向延長(zhǎng)型9. 卡斯巴雙

21、晶、聚片雙晶二、名詞解釋TOT 型結(jié)構(gòu)：層狀硅酸鹽的一種基本結(jié)構(gòu)單元層，它是由兩層四面體層和一層八 面體層構(gòu)成。其中 T 代表四面體層，O 代表八面體層。對(duì)稱型：宏觀晶體中，所有對(duì)稱要素的組合。例如：立方體的對(duì)稱型為m3m尖晶石型結(jié)構(gòu)：是 A2+B3+2Q 型氧化物的一種結(jié)構(gòu)。O2-作立方最緊密堆積，A2+充填 1/8的四面體空隙，充填 1/2 的八面體空隙的結(jié)構(gòu)。尖晶石就具有這種結(jié)構(gòu)。礦物的硬度：是指礦物抵抗外界刻劃、擠壓等作用的能力。摩氏硬度是一種常用 的礦物的硬度描述方法。類質(zhì)同像：是指晶體結(jié)構(gòu)中，某種質(zhì)點(diǎn)被相似的質(zhì)點(diǎn)所替代，鍵型和晶格類型不 變，只是在晶胞參數(shù)略有變化，宏觀性質(zhì)有所改變

22、的現(xiàn)象。三、將下列單形符號(hào)所表示的幾何單形名稱填入表中符號(hào)晶系100110111四方晶系四方柱四方柱四方雙錐/單錐等軸晶系立方體菱形十二面體八面體/四面體四、問答題1. 答：解理的產(chǎn)生嚴(yán)格受其晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素（晶格、化學(xué)鍵類型及其強(qiáng)度和分 布）的控制，常沿面網(wǎng)間化學(xué)鍵力最弱的面網(wǎng)產(chǎn)生。下面按照晶格類型，將解理 產(chǎn)生的原因分別描述如下：1）在原子晶格中， 各方向的化學(xué)鍵力均等， 解理面/面網(wǎng)密度最大的面網(wǎng)。例 如：金剛石晶體的解理沿111產(chǎn)生。2）離子晶格，因靜電作用，解理沿由異號(hào)離子組成的、且面網(wǎng)間距大的電性 中和面網(wǎng)產(chǎn)生，例如：石鹽的解理沿100產(chǎn)生；或者，解理面/兩層同號(hào)離子 層相鄰的面網(wǎng)，例如：螢石的解理沿111產(chǎn)生。3）多鍵型的分子晶格，解理面/由分子鍵聯(lián)結(jié)的面網(wǎng)，例如：石墨的解理沿0001產(chǎn)生。4）金屬晶格，由于失去了價(jià)電子的金屬陽離子為彌漫于整個(gè)