结晶学讲单形精选课件.ppt

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1、关于结晶学讲单形第一页，本课件共有30页一.单形(一)概念 单单形形：一一个个晶晶体体中中，彼彼此此间间能能对对称称重重复复的的一一组组晶晶面面的的组组合合。也也即即能能借借助助于于对对称称型型之之全全部部对对称称要要素素的的作作用用而而相互联系起来的一组晶面的组合。相互联系起来的一组晶面的组合。(二)单形的晶面特征 同同一一单单形形的的所所有有晶晶面面，应应具具有有相相同同的的性性质质。在在理理想想情况下表现为同形等大。情况下表现为同形等大。与与对对称称型型中中相相同同的的对对称称要要素素间间的的关关系系应应是是相相同同的的（即即平平行、垂直或等角度相交）。行、垂直或等角度相交）。第二页，本

2、课件共有30页（三）、单形的推导1）以以单单形形中中任任意意一一个个晶晶面面作作为为原原始始晶晶面面，通通过过对对称称型型中中全全部部对对称称要要素素的的作作用用，必必可可推推导导出出该该单单形形的的全全部部晶面。晶面。2）在在同同一一对对称称型型中中，由由于于原原始始晶晶面面与与对对称称要要素素的相对位置不同，可导出不同的单形。的相对位置不同，可导出不同的单形。3）不同的对称型所导出的单形，其对称性是不相）不同的对称型所导出的单形，其对称性是不相同的。同的。第三页，本课件共有30页举例举例可以在对称型中假设一个原始晶面，通过对称操作的作可以在对称型中假设一个原始晶面，通过对称操作的作用而得到

3、其它晶面，这些晶面共同组成一个单形，这就用而得到其它晶面，这些晶面共同组成一个单形，这就是单形的推导是单形的推导。现以斜方晶系中的对称型现以斜方晶系中的对称型mm2(L22P)为例说明单形为例说明单形的推导。的推导。位置位置1：单面：单面001位置位置2：平行双面：平行双面100位置位置3：平行双面：平行双面010位置位置4：双面：双面h0l位置位置5：双面：双面0kl位置位置6：斜方柱：斜方柱hk0位置位置7：斜方单锥：斜方单锥hklZYXYX第四页，本课件共有30页在上述在上述7个单形中，第个单形中，第2、3号单形完全一样，第号单形完全一样，第4、5号单形也完全一样（形状一样、对称性也一样

4、），号单形也完全一样（形状一样、对称性也一样），这样就可将之视为一个单形。这样就可将之视为一个单形。因此，因此，mm2对称型一共有对称型一共有5个单形。个单形。第五页，本课件共有30页注意：注意：1）每每一一种种对对称称型型中中，单单形形的的晶晶面面与与对对称称要要素素的的相相对对位位置置最最多多只只可可能能有有7种种。一一种种对对称称型型最最多多只只能推导出能推导出7种单形。种单形。2）对对于于包包含含对对称称要要素素较较少少的的对对称称型型，晶晶面面与与对对称称要素可能的相对位置的种数会相应地减少。要素可能的相对位置的种数会相应地减少。3）一般位置：）一般位置：单形的晶面不与任何对称要素垂

5、直单形的晶面不与任何对称要素垂直或平行（或平行（等轴晶系中的晶面有时可等轴晶系中的晶面有时可L3），也），也不与相同的对称要素以等角度相交。其所推导不与相同的对称要素以等角度相交。其所推导的单形称为一般形。的单形称为一般形。第六页，本课件共有30页（四）（四）单形符号1、概念单单形形符符号号（形形号号）：是是以以简简单单的的数数字字、符符号号的的形形式式，来来表表征征一一个个单单形形的的所所有有组组成成晶晶面面及及其其在在晶晶体体上上取取向向的的一一种种结结晶晶学符号。学符号。单形符号的构成单形符号的构成：在一个单形中，按一定的原则选择一个晶在一个单形中，按一定的原则选择一个晶面作为代表面面作

6、为代表面，将其晶面指数顺序地连写，置于，将其晶面指数顺序地连写，置于“”内，内，写成写成hkl，用以代表整个单形。，用以代表整个单形。因为：如果是几个晶面共同组成一个单形，则这几个因为：如果是几个晶面共同组成一个单形，则这几个晶面的晶面符号具有某种相似性，这样，我们可以选晶面的晶面符号具有某种相似性，这样，我们可以选择同一单形内的某一个晶面作为代表，用其符号表示择同一单形内的某一个晶面作为代表，用其符号表示该单形的符号。该单形的符号。第七页，本课件共有30页2、代表面的选择原则1）选择正指数最多的晶面；）选择正指数最多的晶面；2）同同时时遵遵循循“先先前前、次次右右、后后上上”的的原原则。则。

7、要求尽可能使要求尽可能使hkl具具体体地地，对对三三轴轴定定向向，代代表表面面应应最最接接近近X，次接近，次接近Y，相对离，相对离Z较远较远；对四轴定向，代表面应最接近对四轴定向，代表面应最接近X与与U间间的分角线方向，次接近的分角线方向，次接近Y，离，离Z较远。较远。例如例如:八面体八面体111、立方体立方体100、六八面体、六八面体321、四方柱、四方柱110第八页，本课件共有30页二、二、结晶单形与几何单形结晶单形结晶单形：结晶学上不同结晶学上不同(即同时考虑其几何形几何形态态和真实对称性真实对称性)的单形。共146种种。几何单形：几何单形：只考虑几何形态上不同的单形。只考虑几何形态上不

8、同的单形。共共47种。种。第九页，本课件共有30页三、几何单形的形态特征三、几何单形的形态特征单形命名依据命名依据及描述描述内容：整个单形的形状形状；单形横切面的形状横切面的形状；晶面晶面的数目数目、形状形状及相互关系相互关系；晶面与对称要素晶面与对称要素的相对位置关系相对位置关系。第十页，本课件共有30页1低低级级晶晶族族的的单单形形：7种2中中级级晶晶族族的的单单形形：25种1）柱类（6种）2）单锥类（6种）3）双锥类（6种）4)偏方面体类(3种）5)面体类（4种）：第十一页，本课件共有30页3高级晶族的单形高级晶族的单形：15种1）四面体类（5种）;2）八面体类（5种）3）立方体类（5种

9、）第十二页，本课件共有30页四、类别1特殊形特殊形与 一般形一般形依据单形的晶晶面面与与对对称称要要素素的相相对对位位置置关关系系来划分。注意注意：一种对称型中，只可能有1种一般形种一般形。晶类晶类即是以其一般形的名称一般形的名称来命名的。第十三页，本课件共有30页2开开形形（open form）与 闭闭形形（closed form）依据单形的晶面是否能自相封闭一定空间晶面是否能自相封闭一定空间来划分。低级晶族低级晶族 中级晶族中级晶族 高级晶族高级晶族 开开 形形 5种 12种 0 闭闭 形形 2种 13种 15种 第十四页，本课件共有30页3左形左形与 右形右形形形状状完全相相同同，但互互

10、成成镜镜象象，相互间不不能能以旋旋转转或反伸反伸而使之重合重合的两个单形两个单形，称为左、右形。注意注意：左、右形只出现在仅仅有有对对称称轴轴的对称型中，如3L2,L33L2,L44L2,L66L2,3L24L3,3L44L36L2。中级晶族的四四方方、三三方方、六六方方偏偏方方面面体体及高级晶族的五五角角三三四四面面体体和五五角角三三八八面面体体均有左左、右右形形之分。其中三三方方偏偏方方面面体体的左左形形或右右形形常在 石英石英晶体上出现。第十五页，本课件共有30页4正形正形与 负形负形空间取向不同空间取向不同的2个相同相同的单形单形，若相互间能借助旋转操作旋转操作而使彼此重合重合者，互称

11、正、负形。5.定形和变形：定形和变形：一种单形其晶面间的角度为恒定者，一种单形其晶面间的角度为恒定者，称定形；反之，称变形。凡单形符号为称定形；反之，称变形。凡单形符号为数字的，一定是定形，凡单形符号是字数字的，一定是定形，凡单形符号是字母的，一定是变形。母的，一定是变形。第十六页，本课件共有30页五、聚形聚聚形形（combinations）：两两个个以以上上的的单单形形聚聚合合在在一一起起，这这些些单单形形共共同同圈圈闭闭的的空空间间外形形成外形形成聚形聚形。第十七页，本课件共有30页聚形的晶面特征1.同同一一晶晶体体上，出现若干种性性质质各各异异的不不同晶面同晶面。2.在理想理想情况下表现

12、为晶面非同形等大晶面非同形等大。第十八页，本课件共有30页第十九页，本课件共有30页需要说明1.晶体是封闭封闭的凸几何多面体凸几何多面体。2.开形开形，必然要组成聚形聚形。3.闭形闭形，则既可在晶体上单独存在单独存在，也可参与组成聚形聚形。第二十页，本课件共有30页注意注意：1.自然界的矿物晶体，绝大多数都是聚形聚形晶体晶体。2.必须熟练地掌握单形（特别是常常见见单单形形）的特征，尤其要掌握单形的晶晶面面与与对对称称要要素的相对位置关系素的相对位置关系这一重要特征。第二十一页，本课件共有30页单形相聚的规律性1、单形相聚的条件、单形相聚的条件(根本原则根本原则)单形相聚，必须遵循对对称称性性一

13、一致致的原则，即只有属于同同一一对对称称型型的单形才能相聚(这这里的对称型是指结晶单形的对称型里的对称型是指结晶单形的对称型)。在表在表51至表至表57列出的列出的146种结晶单种结晶单形中，一个对称型下列的那些单形可以相形中，一个对称型下列的那些单形可以相聚。聚。第二十二页，本课件共有30页2、须注意的问题1.只只有有同同一一晶晶系系的的几几何何单单形形才才能能在在晶晶体体上上同同时出现。时出现。例例如如：立立方方体体与与四四方方双双锥锥，四四方方柱柱与与八八面面体体不能相聚。不能相聚。2.少少数数几几何何单单形形可可以以在在不不同同晶晶系系的的晶晶体体上上出出现。现。例如：例如：第二十三页

14、，本课件共有30页1）单面单面、平行双面平行双面可以在低级低级和中级晶族中级晶族的各各晶系晶系的晶体上出现；2）三方柱）三方柱、六方柱六方柱、三方双锥三方双锥、六方双锥六方双锥、复三方柱复三方柱、复六方柱复六方柱、六方单锥六方单锥可出现在三三方方和六方晶系六方晶系的晶体上；3）斜方柱）斜方柱可出现在斜方斜方和单斜晶系单斜晶系中。第二十四页，本课件共有30页六、聚形分析1、概念、概念研究聚形，不是给聚形定名称，而是判判别别组成聚形的各单形的名称各单形的名称。第二十五页，本课件共有30页2、步骤1）确定聚形的对称型对称型及所属晶族晶族、晶系晶系。2）确定单形单形的数目数目。3）确定各单形单形的名称

15、名称。4）查表核对。第二十六页，本课件共有30页确定单形的依据确定单形的依据：1）晶体所属的晶族晶族、晶系晶系、对称型对称型；2）单单形形的晶晶面面数数目目、晶晶面面间间的相互关关系系、晶晶面面与与对称型中的对对称称要要素素的相相对对空空间间位置关系位置关系；3）晶面符号晶面符号；4）假想单形各晶面延展相交后晶面延展相交后的完整单形单形的形状的形状。第二十七页，本课件共有30页3、须注意的问题1）要牢记单形相聚的原则单形相聚的原则。2）切不不可可把形形状状大大小小相相同同的一一组组晶晶面面（即同一单形）分成几个单形分成几个单形。3）决不不能能仅仅依依据据聚形晶体中的晶晶面面形形状状，确定单形的名称。4）在一一个个晶晶体体上，可以出现两个或两个以上名称相同的单形名称相同的单形。5）对于天天然然矿矿物物晶晶体体，同同一一单单形形的晶晶面面，常常并不不同同形形等等大大，必须根据晶晶面面的的特特征征以区分单形区分单形和确定对称型确定对称型。第二十八页，本课件共有30页注意注意：聚形分析聚形分析之关键关键，在于对聚形所属对对称型称型和晶系晶系的正确判定正确判定，以及对47种几何种几何单形单形的熟练程度熟练程度。第二十九页，本课件共有30页感谢大家观看第三十页，本课件共有30页