結(jié)構(gòu)礦物學(xué)0導(dǎo)論晶體學(xué)資源

結(jié)構(gòu)礦物學(xué)(1/10)2015.09結(jié)構(gòu)礦物學(xué)Structural

Mineralogy課程安排時(shí)

間：周五/1-2

(08:00~09:50)地

點(diǎn)：地/3522參考書：Structural

Mineralogy,

J.

Lima-de-Faria,

Kluwer,

1994晶體學(xué)基礎(chǔ)晶體化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)etc...成績(jī)判定基本內(nèi)容晶體學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源結(jié)構(gòu)礦物學(xué)與礦物的結(jié)構(gòu)分類礦物結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵和配位多面體晶體結(jié)構(gòu)的表達(dá)晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性晶體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)各大類典型礦物結(jié)構(gòu)描述晶體學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源OrganizationsACA

-

American

Crystallographic

AssociationICDD

-

International

Centre

for

Diffraction

Datah

/IUCr

-

the

International

Union

of

CrystallographyWorld

Directory

ofCrystallographersCrystallographic:

general14:

the

Collaborative

Computational

Project

Number

14

for

Single

Crystaland

Powder

DiffractionList

of

Rietveld

software

for

PC

and

Mac

and

related

utilitiesSINCRIS

-

Software

for

crystallographyCrystallographic:

powderGSAS

(A.C.

Larsen

and

R.B.Von

Dreele)/programs/crystallography/software/expEXPGUI

(B.

H.

Toby)

r.nist.

gui/expgui_intro.htmlLHPM-Rietica

(B.A.

Hunter

and

C.J.

Howard)FOX

(VincentFavreNicolin)EXPO

(from

SirWare

package)http:

r.it/Materials

Studio

suite

(Accelrys

Inc.)http:

/Jade

and

jPOWD

(MDI,

Materials

Data

Inc.)

/Software

for

Powder

Diffraction

IndexingCrystallographic:

singleSHELX

(G.M.

Sheldrick)

-

set

of

programs

for

crystal

structure

determinationfrom

single-crystal

diffraction

dataSir

-

the

automatic

solution

of

crystal

structures

by

Direct

and

Patterson

Methods

r.it/WinGX

(L.J.

Farrugia)

-

system

of

programs

for

solving,

refining

and

ysingsingle

crystal

X-ray

diffraction

data

for

small

moleculesCrystals

-

package

for

single

crystal

X-ray

structure

refinement

and

ysisconsists

of

CRYSTALS,

Cameron

and

specially piled

versions

of

SIR92

andSHELXSWinCSD

(L.Akeslrud,

Yu.Grin,

V.K.Pecharsky,

and

P.Y.Zavalij)

-

a

programpackage

for

crystal

structure

treatment

using

X-ray/synchrotron/neutronexperimental

data

from

either

powder

or

single

crystalXD

-

A

Computer

program

package

for

multipole

refinement

and

Topologicalysis

of

charge

densities

from

diffraction

dataCrystallographic:

structural

drawingOrtep

(L.J.

Farrugia)

-

thermal

ellipsoid

plotsPlaton

(L.J.

Farrugia)

-

a

versatile

crystallographic

tool

implementing

a

largevariety

of

standard

geometrical

calculationsDiamondAtoms

/XtalDrawSchakal

(E.

Keller)

-

the

graphical

representation

of

molecular

and

solid-statestructure

modelsfreiburg.de/ki/Mitarbeiter/Keller/schakal.htmlSDPD

–Crystallographic:

shape

drawingJcrystalhttp:

ShapeFace3.7?XtalDrawxPlanehttp:

/s/qinshan/mineral.phpStructure

DatabasePDF

(Powder

Diffraction

File?)

by

the

International

Centre

for

Diffraction

Datah

/NIST

Crystal

Data

by

National

Institute

of

Standards

and

TechnologyICSD

(Inorganic

Crystal

Structure

Data)

by

FIZ

(Fachsinformationzentrum)CSD

(Cambridge

Structural

Database)

by

Cambridge

Crystallographic

DataCentre

(CCDC)AMCSD

(American

Mineralogist

Crystal

Structure

Database)IZA

zeolite

database

by

International

Zeolite

Association

(IZA)

structurecommissionSDPD

–

Structure

Determination

from

Powder

Diffraction

-

Database

ofbibliography

and

methods

by

A.

LeBail結(jié)構(gòu)礦物學(xué)與礦物的結(jié)構(gòu)分類礦物學(xué)vs.礦物科學(xué)礦物學(xué)的基本分支結(jié)構(gòu)礦物學(xué)的基本涵義礦物的晶體化學(xué)分類礦物的結(jié)構(gòu)分類礦物學(xué)（Mineralogy）礦物：自然（地質(zhì)？）作用過程(包括宇宙天體作用)中形成的具有相對(duì)固定的化學(xué)組成以及確定的晶體結(jié)構(gòu)的均勻固體。礦物學(xué)：以礦物為研究對(duì)象的一門自然科學(xué)。具體研究礦物外表形態(tài)、物理性質(zhì)、化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、時(shí)空分布、成因產(chǎn)狀、形成和演變等方面的特征和規(guī)律及其相互關(guān)系，并由此研究、開發(fā)并合理利用其有用性質(zhì)，同時(shí)為探索地球及宇宙天體的物質(zhì)組成及演化規(guī)律提供重要信息。礦物科學(xué)（Mineral

Sciences）礦物學(xué)的基本分支礦物學(xué)：具體研究礦物外表形態(tài)、物理性質(zhì)、化學(xué)組成、

結(jié)構(gòu)、時(shí)空分布、成因產(chǎn)狀、形成和演變等方面的特征和規(guī)律及其相互關(guān)系，并由此研究、開發(fā)并合理利用其有用性質(zhì)……礦物形貌學(xué)礦物物理礦物化學(xué)結(jié)構(gòu)礦物學(xué)成因礦物學(xué)找礦礦物學(xué)應(yīng)用礦物學(xué)……結(jié)構(gòu)礦物學(xué)的涵義結(jié)構(gòu)礦物學(xué)是探索礦物晶體結(jié)構(gòu)及其分類和表達(dá)，研究礦物結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成的關(guān)系，進(jìn)而探討礦物成分和晶體結(jié)構(gòu)與礦物形態(tài)、物理化學(xué)性能、生成條件、應(yīng)用等關(guān)系的一門學(xué)科。研究?jī)?nèi)容至少包括：礦物結(jié)構(gòu)的表達(dá)－如何確定礦物的晶體結(jié)構(gòu)？方法學(xué)、實(shí)驗(yàn)礦物的結(jié)構(gòu)分類及其描述－如何精確描述？礦物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（結(jié)構(gòu)的變化）－哪些因素、如何影響？礦物結(jié)構(gòu)與形態(tài)的關(guān)系礦物結(jié)構(gòu)與物理化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系礦物的結(jié)構(gòu)的應(yīng)用－分子篩……礦物的晶體化學(xué)分類王濮等（1982）Strunz（2001）Dana（2002）單質(zhì)及其類似物硫化物及其類似化合物氧的化合物，含氧化物氫氧化物硅酸鹽其他含氧鹽等12類鹵化物元素硫化物和硫鹽鹵化物IV.氧化物、氫氧化物碳酸鹽、硝酸鹽硼酸鹽硫酸鹽（含鎢酸鹽、鉬酸鹽等

VIII.磷酸鹽、砷酸鹽、釩酸鹽

IX.硅酸鹽X.有機(jī)化合物I.自然元素

II.硫化物

III.硫鹽IV.氧化物、氫氧化物V.鹵化物

VI.碳酸鹽

VII.硝酸鹽

VIII.硼酸鹽

IX.磷酸鹽X.硫酸鹽XI.鎢酸鹽

XII.硅酸鹽礦物的結(jié)構(gòu)分類1913年第一個(gè)礦物的結(jié)構(gòu)被實(shí)驗(yàn)測(cè)定20世紀(jì)30年代的硅酸鹽的結(jié)構(gòu)分類法20世紀(jì)70年代，化學(xué)和結(jié)構(gòu)結(jié)合(Povarennykh)1994年,Structural

Mineralogy(Lima-de-Faria)2004,

Structural

Classification

of

Minerals

(Lima-de-Faria)礦物的結(jié)構(gòu)分類Lima-de-Faria的結(jié)構(gòu)表達(dá)：(rutile):鏈狀，結(jié)構(gòu)中畸變的[TiO6]八面體共棱沿c軸延伸．Tio[O2]h板鈦礦(brookite):層狀，平行c軸[TiO6]

鋸齒形鏈在(100)面上聯(lián)結(jié)成層

Tio[O2]ch銳鈦礦(anatase):

是架狀結(jié)構(gòu)

Tio[O2]c礦物的結(jié)構(gòu)分類Lima-de-Faria的結(jié)構(gòu)表達(dá)：透輝石：～5.2

?，硅灰石：～7.1

?，薔薇輝石：～

12.5

?，綠泥石，TOT·O

型：5.2

A7.1

A12.5

A本書采用的結(jié)構(gòu)分類亞類１.自然元素及其類似物單質(zhì)碳化物、硅化物、磷化物２.硫化物及其類似化合物配位基型３.氧化物和氫氧化物氧化物島狀基型氫氧化物和含水氧化物氫氧化物４.硅酸鹽環(huán)狀基型５.其他含氧鹽硼酸鹽磷酸鹽、砷酸鹽和釩酸鹽鏈狀基型鎢酸鹽、鉬酸鹽和鉻酸鹽層狀基型硫酸鹽碳酸鹽架狀基型硝酸鹽６.鹵化物過渡基型７.有機(jī)礦物有機(jī)酸鹽碳?xì)浠衔锎箢悺悺鷣嗩悺濉鷣喿濉N→亞種大類

類晶體結(jié)構(gòu)及其表達(dá)晶體結(jié)構(gòu)及其表達(dá)晶體的對(duì)稱性空間群!!包含平移＋點(diǎn)群對(duì)稱微觀對(duì)稱元素＋宏觀對(duì)稱元素空間群符號(hào)的含意？e.g.

Pnma

(#62)230個(gè)空間群（

7個(gè)晶系、32種點(diǎn)群）see

《晶體學(xué)國(guó)際表》International

Tables

for

Crystallography晶體結(jié)構(gòu)及其表達(dá)？晶胞和晶胞參數(shù)晶胞：反映晶體結(jié)構(gòu)特征的最小結(jié)構(gòu)單元單位晶胞的選定原則cell

parameters:a、b、c、、、單位平行六面體？abcNa+1

Cl-1晶體結(jié)構(gòu)及其表達(dá)單胞分子數(shù)ZGraphite:

Z

=

4-SiO2:

Z

=3abcSi

O晶體結(jié)構(gòu)及其表達(dá)晶胞原子的坐標(biāo)參數(shù)NaCl中Na+和Cl-的坐標(biāo)？R

=

xa

+

yb

+

zcNa+:

0,

0,

0; ?,

?,

0;?,

0,

?;

0,

?,

?Cl-:

?,

?,

?; 0,0,?;0,

?,

0;?,

0,

0晶體結(jié)構(gòu)及其表達(dá)空間群晶胞參數(shù)單胞內(nèi)分子數(shù)原子坐標(biāo)晶體結(jié)構(gòu)圖晶體學(xué)計(jì)算……CIF文件？晶體結(jié)構(gòu)及其表達(dá)CIF文件--the

Crystallographic

Information

File*.cif標(biāo)準(zhǔn)格式其他的標(biāo)準(zhǔn)文件？結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)？記錄了晶體結(jié)構(gòu)的所有信息點(diǎn)群、空間群、晶胞參數(shù)、原子坐標(biāo)、單胞分子數(shù)、數(shù)據(jù)來源……可由相關(guān)晶體學(xué) 直接Atoms、XtalDraw、Diamond、CrystalStudio……COL ICSD

Collection

Code

62149NAME Calcium

titanateMINRPerovskite

-

synthetic

at

1470

K,

2.5

GPaFORM Ca

(Ti

O3)

=

Ca

O3

TiTITL Orthorhombic

perovskite

Ca

Ti

O3

and

Cd

Ti

O3:

structure

and

space

groupREF Acta

Crystallographica

C

(39,1983-)

ACSCE

43

(1987)

1668-1674AUT Sasaki

S,

Prewitt

C

T,

Bass

JDCELL a=5.380(0)

b=5.442(0)

c=7.640(1)

90.0

90.0

90.0

V=223.7

D=4.03

Z=4SGR P

b

n

m

(62)

-

orthorhombicCLAS mmm

(Hermann-Mauguin)

-

D2h

(Schoenflies)ANX

ABX3PARMAtom

NoO