福大结晶学与矿物学教案01结晶学-1绪论及晶体概述.docx

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1、结晶学与矿物学教案Grys tall ography & Mineralogy紫金矿业学院绪论(Introduct ion)课程目的；学习内容；学习方法；学时安排；参考文献。1课程目的与学习内容结晶学：研究晶体形态与结构的对称规律和组成特点的科学。特点：空间抽象性、逻辑性；矿物学：研究矿物晶体的化学成分、物理性质、成因产状的科学, 在此基础上，掌握辨认矿物的技能，了解矿物的用途。特点：经验性、感性、归纳分类性。二者是地球科学、材料科学、环境科学等学科的基础，与化学、 物理学、岩石学、矿床学、地球化学等学科关系密切。发展阶段：1718世纪：以研究晶体形态为主，也初步推测研究晶体内部 结构的几何规

2、律；几何结晶学(geometr ica I crysta I I ography)19世纪末20世纪初：X 一射线的发现及其对晶体结构的测量, 进入晶体内部结构研究阶段；晶体结构学(crystalogy)20世纪70年代以来：透射电镜研究晶体内部超微结构细节；分支学科：几何结晶学Geometr ica I Crysta I Iography 一研究晶体宏观形 态几何规律(对称规律)。晶体结构学Crysta I I o I ogy 一研究晶体内部结构几何规律及缺陷。晶体化学Crysta I Chemi stry 一研究晶体成分与结构的关系。晶体生长学(Crysta I grow) -研究晶体生长

3、机理和控制、影响因 素。晶体物理学Crysta I Phys ics 一研究晶体物理性质及其产生机理。课程含两大相互联系并相对独立的内容：1结晶学主要以晶体的对称、晶体定向与结晶学符号、单形和聚 形、双晶为主要内容，简要介绍晶体内部结构对称和晶体化学的基本 知识和基本理论；2矿物学主要讲授矿物的化学成分、结构、形态、物理性质和成 因产状的基本概念和基本理论，以及按矿物的晶体化学分类体系介绍 八十种左右常见矿物。通过课程的学习，掌握结晶学中有关晶体对称理论、晶体化学基 本知识和矿物学中有关矿物成分、结构、形态、物理性质、成因等的 基本概念、基本知识，初步掌握鉴定和研究矿物的基本技能和方法； 了解

4、一些矿物的主要用途。为后续课程学习和实际工作奠定基础。学习方法与学时安排 强调实验；认真听讲；注意归纳； 思考、观察、归纳、记忆。 本课程82学时，其中理论教学41学时、实验课40学时。教材和参考资料： 赵珊茸主编，结晶学及矿物学，北京：高等教育出版社,2004 潘兆橹主编，结晶学及矿物学(第3版)，北京：地质出版社, 1993 王根元编，矿物学，武汉：中国地质大学出版社，1989 罗谷风编，结晶学导论，北京：地质出版社，1985 陈武，季寿元编，矿物学导论，北京：地质出版社，1985 部分网上资源美国矿物学会(Mineralogical Society of Amer ica ) :http

5、:/www. minsocam. org/美国大学矿物学教学资源(Mineralogy Courses at Universities): http:/www. mi nsocam. org/MSA/Spec i a I/Teach i ngmi n. html矿物学数据库(Mineralogy Database) : . com/矿 物 收 藏 (Col lectorsCorner)http:/www. minsocam. org/MSA/coI Iectors_corner/index. htm矿 物学有 关软件 (Mineralogical Resources-Software): ht

6、tp:/www. minsocam. org/MSA/Software/矿物学数据库： I. com/AtoZ/1 ndexB. shtml中国地质大学晶星晶体结构网：http:/www. crysta I star, org第一部分结晶学第一章晶体概述晶体：古典定义：自发形成规则形态的物体；现代定义：内部结构具有周期重复性，即具有格子构造 （I att i ce）的固体。格子构造：晶体结构的周期重复规律，这种规律可用格子状的图形一 空间格子表示。空间格子：表示晶体结构周期重复规律的几何图形，由相当点 （equ i va I ent point）组成。相当点：种类性质相同且周围环境相同的位置。

7、导出空间格子的方法：首先在晶体结构中找出相当点，再将相当 点按照一定的规律连接起来就形成了空间格子。空间格子的要素：结点（node）:空间格子中的点，即相当点。行列（row）:结点在直线上的排列。（结点间距）面网（net）:结点在平面上的分布.（面网间距（inter-pIanarspacing）、 面网密度（ret i cu I ar dens i ty）,它们之间的关系是：面网密度与面网间距为正相关关系，即：同一点阵中，面网密度大的面网，其面网间距亦大；反之，密度小间距亦小平行六面体(para I Ie I po I yhedron):结点在三维空间形成的最 小单位(平行六面体参数：a, b

8、, c; a , B, y，也称为轴长与轴角)。空间格子与具体的晶体结构的关系：晶体结构：具体，由实际质点(原子、分子、离子、基团等)组 成，是实际晶体的缩小化。空间格子：抽象，由假想的空间位置点组成，是实际晶体的抽象 化，成代表晶体结构中实际质点的空间分布规律。要素的对比：质点-结点；晶棱-行列；晶面-面网；晶胞(unit cell)-平行六 面体；晶体结构-空间格子。晶体的基本性质：晶体的格子构造决定了晶体的下列基本性质：1自限性(se I f-conf i nement):晶体能够自发地生长成规则的几 何多面体形态。2均一生(homogeneity):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(an i sotropy):同一晶体不同方向具有不同的物理性质。4对称性(symmetry):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(mi n i num i nterna I energy):晶体与同种物质的 非晶体相比，内能最小。6稳定性(stabi I i ty):晶体比非晶体稳定。准晶体(quas i-crysta I,具有准周期平移格子构造的固体)的 介绍。