結(jié)晶學(xué)及礦物學(xué)試卷及答案4-2.doc

3 結(jié) 晶 學(xué) 考試試卷 一、填空題（每空0.5分，共10分）1.晶體的對稱不僅體現(xiàn)在 幾何外形 上，同時(shí)也體現(xiàn)在 物理性質(zhì) 上。2.中級晶族中，L2與高次軸的關(guān)系為 垂直 。3.下面的對稱型國際符號對應(yīng)晶系分別為：23為 等軸 晶系，32為 三方 晶系，mm2為 斜方 晶系，6mm為 六方 晶系。4.金剛石晶體的空間群國際符號為Fd3m，其中F表示 面心格子 ，d表示 金剛石滑移面 ，根據(jù)其空間群符號可知金剛石屬于 等軸 晶系，其宏觀對稱型的全面符號為 3L44L36L29PC 。5.正長石通常發(fā)育 卡斯巴律 雙晶，斜長石發(fā)育 鈉長石率聚片 雙晶。6.晶體中的化學(xué)鍵可以分為 離子鍵 、 共價(jià)鍵 、 金屬鍵 、 分子鍵 和氫鍵 等五種。7.最緊密堆積原理適用于 金屬 晶格和 離子 晶格的晶體。二、選擇題（每題1分，共10分，前4題為單選）1.對于同一種晶體而言，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？（ B ） 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，決定對角線法則的最主要因素是：（ B ） 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Li6的晶體的共同點(diǎn)是：（ C ） A、有L2 B、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：（ C ）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)密度越大，與之平行的晶面生長越快D、面網(wǎng)密度越大，與之平行的晶面生長越慢5.可以與四面體相聚的單形有（ AB ） 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)地生長成為立方體外形，這種現(xiàn)象說明晶體具有（ACD ）性質(zhì)： A、自限性 B、均一性 C、異向性 D、對稱性7.下面說法中正確的有：（ ACD ）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有（ ABD ） A、（hhl） B、（hkl） C、（101） D、（hhl）9.同一晶帶的晶面的極射赤平投影點(diǎn)可能出現(xiàn)的位置有（ ABC ） 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（ CD ）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：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。2.晶體對稱定律：晶體中只存在1次、2次、3次、4次和6次對稱軸，不會(huì)出現(xiàn)5次以及以上的對稱軸。3.空間群：晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，對稱要素的組合。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，僅僅是層的堆積方式不同。四、問答題（29分）1.石鹽（NaCl）晶體的空間群為Fm3m，請?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）答：形態(tài)相同。因?yàn)榭臻g格子是反應(yīng)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，與選取的對象無關(guān)。因此，按照不同研究對象所畫的平面格子相同。2. 簡述同質(zhì)多象的概念、同質(zhì)多象轉(zhuǎn)變的類型，并舉例說明。（8分）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，其轉(zhuǎn)變過程快速且是可逆的。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。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)。2） 位移式轉(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，相對于整個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的變形。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。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）。 答：垂直、垂直、垂直、斜交2） 三、六方晶系晶體：（100）與（0001），（100）與（110），（100）與（101），（0001）與（110）。答：垂直、垂直、斜交、斜交4.在極射赤平投影圖（下圖）中，有9個(gè)晶面（1，2，3，4，5，6，7，8和9）的投影點(diǎn)（其中5為，6為，8為，9為），請找出分別滿足下列關(guān)系的晶面各有哪些：（7分） 1）直立的晶面；4,72）水平的晶面；13）傾斜的晶面；2,3,5,6,8,94）與晶面2的方位角相同的晶面；3,45）與晶面2的極距角相同的晶面；5,86）與晶面6的極距角互補(bǔ)的晶面；2,5,87）與晶面2平行的晶面。9 礦 物 學(xué) 考試試卷 一、名詞解釋（每個(gè)2分，共10分，答案寫在答題紙上）1. 晶體習(xí)性：在一定的外界條件下，礦物晶體常常生長出的見習(xí)形態(tài)，成為晶體習(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。3. 假像：礦物成分交代強(qiáng)烈時(shí)，一種礦物將另一種礦物完全交代，同時(shí)保留了前一種礦物的外形的現(xiàn)象稱作假象。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，鋁離子以四次配位的形式，進(jìn)入到【SiO4四面體中，替代一部分硅離子，這種硅酸鹽成為鋁硅酸鹽。二、填空題（每空0.5分，共12分）1、地殼中化學(xué)元素分布最多的8種元素為 O Si Al Fe Ca Na K Mg ，因此，地殼中 氧化物和氫氧化物 和 含氧鹽 大類礦物分布最廣。2. 白云石CaMgCO32和鎂方解石（Ca,Mg）CO3中的Ca2+和Mg2+間的關(guān)系分別為 和 。3. 礦物中的水分為 吸附水 、 結(jié)晶水 和 結(jié)構(gòu)水 等三種基本類型，蛋白石（SiO2 nH2O）中的水為 吸附 水，水鎂石（Mg(OH)2）中的水為 結(jié)構(gòu) 水。4.組成軟玉的主要礦物為 透閃石 和 陽起石 。5. 具有正尖晶石型結(jié)構(gòu)的礦物有 尖晶石（絡(luò)鐵礦） ，具有反尖晶石型結(jié)構(gòu)的礦物有 磁鐵礦 。6. 正長石常見 卡斯巴律雙晶，斜長石常見 鈉長石律聚片 雙晶。7. Al2SiO5有 紅柱石 、 藍(lán)晶石 和 矽線石 等三種同質(zhì)多相變體，其中 矽線石 為鋁的鋁硅酸鹽。8.具有TOT型結(jié)構(gòu)單元層的礦物有 滑石（云母） 和 葉臘石（綠泥石） ，具有TO型結(jié)構(gòu)單元層的礦物有 高嶺石 和 蛇紋石 。三、選擇題（每個(gè)1分，共14分。前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：（ B）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 ）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?A ）A、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 ）A、共生 B、伴生 C、世代 D、假像5、在KAlSi3O8的三種有序-無序變體中，透長石對應(yīng)：（ A ）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6、聚片雙晶紋出現(xiàn)在：（ D ）A、晶面上 B、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：（ C ）A、蝕像 B、假像 C、副像 D、類質(zhì)同像8、二向延長性晶體的形態(tài)可以描述為：（ BC ）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：（ BCD ）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：（ AC ）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：（ ABCD ）A、水晶 B、瑪瑙 C、燧石 D、芙蓉石12、硬度中等的礦物有：（ CD ）A、石膏 B、正長石 C、磷灰石 D、方解石13、具有NaCl型衍生結(jié)構(gòu)的礦物有：（ AC ） 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：（ ACD ）A、鐵閃鋅礦 B、磁黃鐵礦 C、黃鐵礦 D、黃銅礦四、問答題（共24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）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，層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)具共價(jià)鍵-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.下圖是云母型晶體的結(jié)構(gòu)示意圖，請?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，請解釋其原因所在。（6分）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）中的鋅離子比較容易被二價(jià)鐵離子替代，形成類質(zhì)同像混晶。當(dāng)替代程度較少時(shí)，鋅離子與硫離子以共價(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)，鐵離子與硫離子之間的化學(xué)鍵作用顯現(xiàn)，這兩種元素間的化學(xué)鍵向金屬鍵過渡，從而導(dǎo)致礦物顯示出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. 斜方輝石與單斜輝石礦物的解理面符號不同，解理夾角是否一樣？為什么？請簡單圖示說明。（6分）斜方輝石的解理面符號為210，單斜輝石的解理面符號為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)、夾角和等級均應(yīng)相似。它們的解理面符號不同的原因是斜方輝石的a剛好是單斜輝石a的兩倍，而b和c值均非常相似，從而導(dǎo)致解理符號分別為210和110。 結(jié)晶學(xué)及礦物學(xué)考試試卷 一、填空題（每空0.5分，共17分）1晶體的基本性質(zhì)有 自限性 、 均勻性 、 對稱性 、各向異性 、 最小內(nèi)能性 和 穩(wěn)定性 。2結(jié)晶學(xué)中，hkl是 單形 符號，（hkl）是 晶面 符號，hkl是 晶楞/晶帶 符號。 3空間群國際符號P42/mnm中，P表示 原始格子 、42表示 四次中性螺旋軸 、n表示對角線滑移面、m表示 對稱面 、屬于 四方 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 吸附水 、 結(jié)構(gòu)水 、 結(jié)晶水 、 層間水 和 沸石水 。5等大球最緊密堆積有 立方最緊密堆積 和 六方最緊密堆積 兩種基本形式，球體之間存在 四面體 和 八面體 兩種空隙類型。6按最外層電子構(gòu)型。通常將陽離子劃分為 惰性氣體型 、 銅型 和 過渡型 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 自色 、 他色 和 假色 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： 一向延長型 、 二向延展型 、 三向等長型 。 9正長石常見的雙晶是 卡斯巴律雙晶 ，斜長石的雙晶是 聚片雙晶 。二、名詞解釋：（每個(gè)2分，共10分）1 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。2 對稱型：宏觀晶體中，多有對稱要素的組合。例如：立方體的對稱型為m3m。3 尖晶石型結(jié)構(gòu)是：是A2+B3+2O4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，B3+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)。4 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。5 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，只是再晶胞參數(shù)略有變化，宏觀性質(zhì)有所改變的現(xiàn)象。三、將下列單形符號所表示的幾何單形名稱填入表中（各寫出一種，共6分）。 符 號晶 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 （25分）1、舉例說明礦物解理產(chǎn)生的原因。（6分）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）