晶體的規(guī)則連生結構化學講解

1、晶體的規(guī)則連生結構化學講解晶體的規(guī)則連生結構化學講解晶體的規(guī)則連生結構化學講解本章概要平行連生的概念雙晶概念及雙晶要素；雙晶類型；若干常見礦物的雙晶率浮生與交生的概念第七章、晶體的規(guī)則連生2021/4/132第七章、晶體的規(guī)則連生一、平行連生 parallel grouping 結晶取向完全一致的兩個或兩個以上的同種晶體連生在一起，具平行連生關系的晶體稱平行連晶。 平行連晶外形上表現(xiàn)為各晶體的所有幾何要素相互平行，其連生部位出現(xiàn)凹入角但內部結構呈連續(xù)貫通的格子構造。因此，從結構特點上來看，平行連晶及單晶沒有什么區(qū)別。 連生著的每一個晶體的相對應的晶面和晶棱都平行。 例：2021/4/133二、

2、雙晶 twins 1. 概念： 兩個以上的同種晶體按一定的對稱規(guī)律形成的規(guī)則連生，相鄰兩個個體的相對應的面、棱角并非完全平行，但它們可借助對稱操作（反伸、旋轉、反映）使兩個個體重合、平行或連成一個完整單晶體。2021/4/1342. 雙晶要素 twin elements（1） 雙晶面 twinning plane 假想平面，雙晶相鄰兩個體重復或平行（2） 雙晶軸 twinning axis 假想直線，雙晶中的一個個體不動，另一個體繞直線旋轉（常180度），兩個體重復、平行或連成一個完整晶體。（3） 雙晶中心 twinning center 例 尖晶石：雙晶面(111)，雙晶軸(111) 文石2

3、021/4/135 3 接合面 composition surface 雙晶相鄰兩個個體中接觸的面是屬于兩個個體的共同面網(wǎng)。 例 尖晶石 接合面(111)金剛石2021/4/1364. 雙晶律 twin law 雙晶結合的規(guī)律。雙晶律表示方法：（1）雙晶要素+接合面（雙晶要素不用雙晶中心） 例尖晶石：雙晶面(111)，雙晶軸(111)，接合面(111)（2）其他命名方法 特征礦物命名： 尖晶石律雙晶律 發(fā)現(xiàn)地點命名： 正長石的卡斯巴律雙晶（捷克斯洛伐克地名） 礦物形態(tài)命名： 十字石十字雙晶；石膏燕尾雙晶；金紅石膝狀雙晶2021/4/1375. 雙晶類型（1）接觸雙晶 簡單接觸雙晶 尖晶石 聚片

4、雙晶 鈉長石 環(huán)狀雙晶 錫石（2）穿插雙晶（貫穿雙晶） 螢石 鉀長石卡式雙晶方解石金綠寶石 2021/4/1386 雙晶的識別凹入角（單晶體均為凸多面體）雙晶紋（一組平行線）和雙晶縫合線（一條直線或折線）2021/4/139蝕象（風化刻蝕） 雙晶中單體的取向不一致，因而在相鄰單體中蝕象的取向也不一致。例：石英柱面上縫合線兩側的蝕象假對稱 任何晶體都有其固有的對稱性，而雙晶不符合其固有的對稱特點。例：黃鐵礦十字貫穿雙晶外形呈立方體，對稱表現(xiàn)為m3m，而黃鐵礦固有的對稱為m3雙晶縫合線2021/4/13107 雙晶的成因（1）在雙晶位取向的晶核基礎上生長 生長雙晶（2）同質多象轉變 轉變雙晶（3）

5、機械外力作用 機械雙晶2021/4/13118 研究意義鑒定礦物構造地質意義寶玉石晶體材料2021/4/1312第三節(jié) 浮生和交生1、浮生一種晶體以一定的面網(wǎng)和確定的取向關系附著生長于另一種晶體表面，或者同種晶體以不同單形相似面網(wǎng)的晶面浮生在一起的規(guī)則連生。2、交生兩種不同的晶體彼此以一定的取向關系交互結晶生長，形成交叉連生體的現(xiàn)象。例：文象結構：石英嵌生于粗粒鉀長石中2021/4/1313重點平行連生的概念雙晶概念及雙晶要素；雙晶類型；若干常見礦物的雙晶率 兩個以上的同種晶體按一定的對稱規(guī)律形成的規(guī)則連生，相鄰兩個個體的相對應的面、棱角并非完全平行，但它們可借助對稱操作（反伸、旋轉、反映）使

6、兩個個體重合、平行或連成一個完整單晶體。 雙晶面雙晶軸雙晶中心； 接觸雙晶、穿插雙晶浮生與交生的概念2021/4/1314本章結束第八章2021/4/1315第八章、晶體結構本章概要1、空間格子的劃分原則；各晶系空間格子的特征（晶胞參數(shù)） 4種基本格子類型和14種布拉維格子2、晶體結構對稱及外部對稱的聯(lián)系與區(qū)別 晶體結構特有的對稱要素和對稱操作3、空間群與等效點系的概念；空間群國際符號的書寫規(guī)律。4、晶體結構類型與典型結構分析5、晶體中的缺陷類型2021/4/1316一、十四種空間格子空間格子的劃分 （1）劃分原則反映固有的對稱性在上述前提下，棱及棱之間的直角關系力求最多在以上二條件的基礎上，

7、體積力求最小2021/4/13172. 各晶系平行六面體的形狀晶族晶系格子類型晶體常數(shù)高級等軸立方格子 a=b=c,=90中級四方四方格子a=bc,=90三方菱面體格子 a=b c,= =90 =120 六方及三方六方格子 a=b c,= =90 =120 低級斜方斜方格子a b c=90單斜單斜格子a b c,=90 90三斜三斜格子a b c, 902021/4/13182021/4/1319（1）4種基本格子類型結點（相當點）分布：原始格子（P）：結點8個角頂上底心格子：角頂及某一對稱面的中心。 C心格子（C）：結點分布（001）一對面的中心。 A心格子（A）：結點分布（100）一對面的

8、中心。 B心格子（B）：結點分布（010）一對面的中心。體心格子（I）：結點分布角頂和體中心。面心格子（F）：結點分布角頂和三對面的中心。2 十四種布拉維格子PFIBAC2021/4/1320結點（相當點）分布類型： 1）原始格子(P) primitive lattice 2) 底心格子（C） base-centered A心格子（A）角頂和（100）面中心，a軸 B心格子（B）角頂和（010）面中心，b軸 C心格子 (C) 角頂和（001）面中心，c軸 3）體心格子（I） body-centered 4）面心格子（F） face centered2021/4/1321十四種布拉維格子原始格子

9、(P)底心格子(C)體心格子(I)面心格子(F)三斜晶系PC=PI=PF=P單斜晶系PCI=CF=C斜方晶系PCIF四方晶系PC=PIF=I三方晶系P與本晶系不符I=RF=R六方晶系P不符合六方對稱與空間格子條件不符與空間格子條件不符等軸晶系P與本晶系對稱不符IF2021/4/1322十四種布拉維格子原始格子(P)底心格子(C)體心格子(I)面心格子(F)三斜晶系PC=PI=PF=P單斜晶系PCI=CF=C斜方晶系PCIF四方晶系PC=PIF=I三方晶系P與本晶系不符I=RF=R六方晶系P不符合六方對稱與空間格子條件不符與空間格子條件不符等軸晶系P與本晶系對稱不符IF2021/4/1323四方

10、底心格子轉化為原始格子等軸底心格子轉化為體心格子2021/4/1324第二節(jié) 晶體結構的對稱性晶體外部對稱及結構對稱之間既有聯(lián)系又有區(qū)別晶體外部對稱性有限單形聚形晶體內部格子構造對稱性無限2021/4/1325特點由于晶體的內部對稱具有微觀無限圖形的對稱特點，因此，在晶體結構中平行于任何一個對稱要素都有無窮多的對稱要素。同時，在晶體結構上還出現(xiàn)了一種在晶體外形上不可能有的對稱操作平移操作。一、晶體內部結構的對稱要素外形上那些可能出現(xiàn)的對稱要素特有的對稱要素2021/4/1326一、晶體內部結構的對稱要素1.平移軸：移動重復 平移重復無意義2.螺旋軸（screw axis）：ns n 軸次（及對

11、稱形國際符號中對稱軸相同） n：1、 2、 3、 4、 6 S: 旋轉后向上移動的距離，結構形式不變，晶體常數(shù)變化不大。 例：MgCo3-FeCo3,Mg,Fe任意比例，類質同象混晶 Mg2sio4-Fe2sio4, Mg,Fe任意比例 ZnS類質同象 FeZn 27%2021/4/13542021/4/1355類質同象及固溶體 solid solution：固溶體：在固態(tài)條件下，一種組分溶于另一種組分而形成的均勻的固體。固溶體：1.替代固溶體類質同象混晶 2.填隙固溶體（侵入固溶體） 類質同象是固溶體的一種類型2021/4/1356類質同象的表示： （ ， ） 含量多前少后，如 (Mg,Fe

12、)2sio4類質同象？ CaMgCO32，Ca:Mg=1:12021/4/13572.類質同象類型1）替代含量： 完全類質同象系列 complete isomorphism 不完全類質同象系列incomplete isomorphism2）電價： 等價 isovalent isomorphism 異價 heterovalent isomorphism2021/4/13583.決定和影響類質同象的因素1）原子和離子半徑 （r1大，r2?。?（r1 r2）/ r2: 小于15%易形成完全類質同象 （r1 r2）/ r2: 10-25%高溫易形成完全類質同象，低溫分離 （r1 r2）/ r2: 25

13、-40%不易形成完全類質同象2）離子類型和鍵型 Ca2+ 和 Hg2+半徑分別0.1nm 0.102nm 惰性氣體型、銅型；Al-Si3）溫度 T高-有利 如矽線石 AlSi， T低-不利 條紋長石2021/4/13594.研究類質同象的意義1、礦物溫壓計的理論基礎 形成環(huán)境2、多金屬礦床綜合研究和稀有分散元素賦存狀態(tài)研究 尋找分散有用元素， Re常賦存在輝鉬礦中, In、Ga常賦存在閃鋅礦中 混晶分解次生礦床2021/4/1360六、同質多象 polymorphism1.概念: 同種化學成分，不同物化條件（溫度、壓力、介質濃度）下，形成不同結構的晶體的現(xiàn)象。這些不同結構的晶體，稱為同質多象變

14、體。例: C: 石墨-金剛石FeS2：黃鐵礦-白鐵礦Al2SiO5 ：紅柱石、藍晶石、矽線石2021/4/1361同質多象轉變例：石英在常壓下： -石英 -石英 -磷石英 -方石英 熔體溫度壓力影響同質多象轉變573870147017202021/4/1362Al2SiO5礦物穩(wěn)定范圍2021/4/1363七、型變（晶變）morphotropism 主要出現(xiàn)在二價金屬的無水碳酸鹽礦物中。以Ca2+半徑0.1nm為界小于Ca2+方解石型結構，如Mg2+CO3,Zn2+ CO3,Fe2+ CO3 方解石（ Ca2+配位數(shù)6，三方晶系,解理1011 ） 文石（ Ca2+配位數(shù)9 ，斜方晶系, 無解理）大于Ca2+文石型結構，斜方晶系,如Sr2+ CO3,Ba2+ CO3,Pb2+ CO3 Ca2+2021/4/1364八、多型 概念： 一種元素或化合物以兩種或兩種以上層狀結構存在的現(xiàn)象，其單元結構層相同，只是疊置順序不同。 多型符號：數(shù)字大寫字母 如：3C，2H，2W 數(shù)字：重復周期內結構單元層層數(shù) 字母：晶系：M,O,T,Q,H,C 石墨的多型