结晶学及矿物学阶段性作业21.doc

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院 中国地质大学武汉远程与继续教育学院 结晶学及矿物学 课程作业2（共 4 次作业） 学习层次专科 涉及章节第6章第7章 一．名词解释 1. 配位数 2. 配位多面体 3. 同质多象 4. 无序结构 5. 有序结构 6. 多型 7. 多体 二．简答题 答矿物是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化学成分和内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定的天然结晶态的单质或化合物，它们是岩石或矿石的基本组成单位。 矿物学是一门研究地球及其它天体的物质组成及演化规律的地质基础学科。它是研究矿物包括准矿物的成分、结构、形态、性质、成因、产状、用途及其相互间的内在联系，以及矿物的时空分布规律及其形成和变化的历史的科学。它为地质学的其他分支学科及材料科学等应用科学在理论上和应用上提供了必要的基础和依据。 1. 离子的基本类型 2. 什么是类质同象试述其主要类型、影响因素及研究意义。 3. 等大球最紧密堆积有哪两种基本形式所形成的结构的对称特点是什么所形成的空隙类型与空隙数目怎样 4. 晶体的结构是如何表征的 5. 试以晶体化学观点解释金刚石和石墨的物理性质差异。 参考答案 一．名词解释 1. 配位数通常把每个原子或离子周围与之相接触的原子个数或异号离子个数称为原子或离子的配位数。 2. 配位多面体晶体结构中，以一个原子或离子为中心，将其周围与之成配位关系的原子或异号离子的中心联结起来所构成的多面体。 3. 同质多象化学成分相同的物质，在不同的热力学条件下，结晶成结构不同的几种晶体的现象。 4. 无序结构当两种原子或离子在晶体结构中占据等同的构造位置时，如果它们占据任何一个等同位置的概率是相同的，即两种质点间相互间的分布没有一定的秩序，这样的晶体结构称为无序结构。 5. 有序结构若两种质点间在晶体结构中的分布是有规律的，即两种质点各自占有特定的位置，这样的结构称为有序结构。 6. 多型指由同种化学成分所构成的晶体，当其晶体结构中的结构单位层相同，而结构单位层之间的堆积顺序，即重复方式有所不同时，由此所形成的不同结构的变体即为多型。 7. 多体由两种或两种以上性质不同的结晶学模块，按不同比例或堆垛顺序而构筑成的结构和化学组成上不相同的晶体的特性。 二．简答题答矿物是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化学成分和内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定的天然结晶态的单质或化合物，它们是岩石或矿石的基本组成单位。 矿物学是一门研究地球及其它天体的物质组成及演化规律的地质基础学科。它是研究矿物包括准矿物的成分、结构、形态、性质、成因、产状、用途及其相互间的内在联系，以及矿物的时空分布规律及其形成和变化的历史的科学。它为地质学的其他分支学科及材料科学等应用科学在理论上和应用上提供了必要的基础和依据。 1. 1. 根据离子的最外层电子的构型可将离子划分为三种基本类型惰性气体型离子、铜型离子、过渡型离子。 2. 晶体结构中某种质点原子、离子或分子的位置被性质相似的质点所占据，仅引起晶格参数及物理、化学性质发生不大的变化，但不引起晶格类型发生质变的现象称为类质同像。类型（1）完全类质同象和不完全类质同象；（2）等价类质同象和异价类质同象。形成类质同像替代的原因一方面取决于替代质点本身的性质，如原子、离子半径的大小、电价、离子类型、化学键性等；另一方面也取决于外部条件，如形成时的替代温度、压力、介质条件等。研究类质同象的意义在于（1）对寻找某些矿种和合理地综合利用各种矿产资源有着极为重要的意义。（2）了解矿物物理性质变化的原因，从而可通过测定矿物的性质来确定其类质同像混入物的种类和数量。 3. 等大球最紧密堆积有六方最紧密堆积（ABAB，两层重复）和立方最紧密堆积（ABCABC，三层重复）两种基本形式。六方最紧密堆积的结构为六方对称，立方最紧密堆积的结构为立方对称。这两种类型形成的空隙类型和数目是相同的，空隙有两种类型四面体空隙和八面体空隙。一个球体周围有6个八面体空隙和8个四面体空隙。 4. 在了解一个晶体结构时，需表述下列内容①晶系；②对称类型；③组成部分及键型；④配位数CN值；⑤晶胞中结构单元数目Z及位置；⑥格子形式。 5. 金刚石和石墨的化学成分相同，但它们的晶体结构和晶格类型有很大差异，从而导致了它们宏观形态和物理性质上存在很大的差异。金刚石的空间格子为立方面心格子，晶格中质点以共价键联结，是典型的原子晶格晶体。这些晶体化学特征导致其外形为等轴晶体形态，如立方体、八面体等；物理性质表现为硬度高，光泽强，具脆性，不导电。石墨的空间格子为三方或六方格子，层状结构，层内具共价键金属键，层间为分子键。这些特征表现在外形上为板状、片状晶体形态；表现在物理性质上为晶体具明显的异向性，具{ 0001 } 极完全解理，硬度低，金属光泽，电的良导体。