結(jié)晶學(xué)及礦物學(xué)試題及答案

1、考試課程名稱：結(jié)晶學(xué)學(xué)時(shí):40學(xué)時(shí)考試方式：開卷、閉卷、筆試、口試、其它考試內(nèi)容：一、填空題（每空0.5分，共10分）1 .晶體的對(duì)稱不僅體現(xiàn)在上，同時(shí)也體現(xiàn)在上。2 .中級(jí)晶族中，L2與高次軸的關(guān)系為。3 .下面的對(duì)稱型國(guó)際符號(hào)對(duì)應(yīng)品系分別為：23為品系，32為品系，mm2為品系，6mm為品系。4 .金剛石晶體的空間群國(guó)際符號(hào)為 Fd3m,其中F表示，d表示，根據(jù)其空間群符號(hào)可知金剛石屬 于晶系，具宏觀對(duì)稱型的全面符號(hào)為。5 .正長(zhǎng)石通常發(fā)育雙晶，斜長(zhǎng)石發(fā)育雙晶。 二1 ； 3 門 n6 .晶體中的化學(xué)鍵可以分為、和等五種。7 .最緊密堆積原理適用于晶格和晶格的晶體。二、選擇題（每題1分，共

2、10分，前4題為單選）1 .對(duì)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？（）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(duì)角線法則的最主要因素是：（）A、離子類型和鍵型B、原子或離子半徑 C、溫度D、壓力 Jf f 工3 .具有Li4和Li6的晶體的共同點(diǎn)是：（）A、有L2B、無PC、無CD、有垂直的P4 .關(guān)于布拉維法則說法不正確的是：（）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(zhǎng)越快D、面網(wǎng)密度越大，與之平行的晶面生長(zhǎng)越慢5 .可以與四面體相聚的單形有（）A、四面

3、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(zhǎng)成為立方體外形，這種現(xiàn)象說明晶體具有（）性質(zhì)：A、自限性B、均一性C、異向性D、對(duì)稱性7 .下面說法中正確的有：（）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(hào)有（）A、（hhl） B、（hkl） C、（1011） D、（ hh2h i）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（）I IA、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（）A、有序-無序是一種特殊的類

4、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2.晶體對(duì)稱定律3.空間群4.雙晶律5.多型四、問答題（29分）1 .石鹽（NaCl）晶體的空間群為Fm3m,請(qǐng)?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(duì)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）2 .簡(jiǎn)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）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% r. 、 '

5、K»1）等軸晶系和斜方晶系晶體：（001）與001, （010）與010, （111）與111, （110）與（010）。2）三、六方晶系晶體：（10彳0）與（0001） , （ 10彳0）與（112 0） , （ 1010）與（1011）,（0001）與（112 0） 0結(jié)晶學(xué)（40學(xué)時(shí)）試題參考答案一、填空題1 .幾何外形、物理性質(zhì)2 .乖百3 .等軸、三方、斜方、六方4 .面心格子、金剛石滑移面、等軸、3L44L36L29PC5 .卡斯巴、鈉長(zhǎng)石律聚片6 .離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵、分子鍵、氫鍵7 .金屬、離子二、選擇題1.B2.B3.C4.C5.AB6.ACD7.ACD8.AB

6、D9.ABC10.CD三、名詞解釋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(duì)稱定律：晶體中只存在1次、2次、3次、4次和6次對(duì)稱軸，不會(huì)出現(xiàn) 5次以及6次以上 的對(duì)稱軸。3 .空間群：晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，對(duì)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，僅僅是層的堆垛方式不同四、問答題1 .答：（平面格子見下圖）相同。因?yàn)榭臻g格子是反映晶體的格子構(gòu)造規(guī)律性的幾何圖形

7、。同一種 晶體它的規(guī)律性是相同的，與選取的對(duì)象無關(guān)。因此，按照不同研究對(duì)象所畫的平面格子相同。2 .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，具轉(zhuǎn)變過程快速且是可逆的。如：?-石英 ?-石英2）單變性轉(zhuǎn)變，兩變體之間的轉(zhuǎn)變是單向的，具轉(zhuǎn)變過程遲緩，且只在升溫過程中發(fā)生。如：？-石英一劣-鱗石英一 ？-方石英其轉(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

8、的結(jié)構(gòu)。如：金剛石和石墨間的轉(zhuǎn)變2）移位式轉(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 當(dāng)于整個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的變形。如：？-石英和？石英之間的轉(zhuǎn)變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。如：黃銅礦(CuFeS2)晶體中Fe2+和Cu2+之間的有序態(tài)和無序態(tài)的轉(zhuǎn)變3 .答：等軸晶系：垂直、垂直、垂直、斜交斜方晶系：垂直、垂直、斜交、斜交三、六方品系：垂直、斜交、斜交、垂直4 .答：1) 4, 72) 1I I3) 2, 3, 5, 6, 8, 914) 3, 45) 5, 86) 2, 5, 87) 9考試課程名稱：礦物學(xué)學(xué)時(shí):40學(xué)時(shí)考試

9、方式：開卷、閉卷、筆試、口試、其它考試內(nèi)容：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2.克拉克值3.假彳朦4.條痕5.鋁硅酸鹽二、填空題(每空0.5分，共12分)| j1、地殼中化學(xué)元素分布最多的8種元素為，因此，地殼中和大類礦物分布最廣。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、和等三種基本類型，蛋白石( SiO2?nH2O)中的水為水，水鎂石(Mg(OH) 2) 中的水為水。4 .組成軟玉的主要礦物為和。5 .具有正尖晶石型結(jié)構(gòu)的礦物有，具有反尖晶石型結(jié)構(gòu)的礦物有。6 .正長(zhǎng)石常見雙晶

10、，斜長(zhǎng)石常見雙晶。7 .Al2SiO5有、和等三種同質(zhì)多相變體，其中為鋁的鋁硅酸鹽。8 .具有TOT型結(jié)構(gòu)單元層的礦物有和，具有 TO型結(jié)構(gòu)單元層的礦物有和。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：()A、惰性氣體型B、銅型C、過渡型D、以上均可-來源網(wǎng)絡(luò)，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)參考2、珍珠光澤常常出現(xiàn)在下面那些部位：（）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ǎ〢、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)，它們問的關(guān)系為：（）A、共生B、伴生C、世代D、假像5、在KAlSi3

11、O8的三種有序-無序變體中，透長(zhǎng)石對(duì)應(yīng)：（）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：（） .；1A、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：（）A、蝕像B、假像C、副像D、類質(zhì)同像8、二向延長(zhǎng)性晶體的形態(tài)可以描述為：（）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：（）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：（）； 一 I IA、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

12、有：（）A、水晶B、瑪瑙C、燧石D、芙蓉石 !12、硬度中等的礦物有：（）A、石膏B、正長(zhǎng)石C、磷灰石D、方解石13、具有NaCl型衍生結(jié)構(gòu)的礦物有：（）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：（）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）2 .下圖是云母型晶體的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)?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(qǐng)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(qǐng)解釋其原因所在。

13、（6分）4 .斜方輝石與單斜輝石礦物的解理面符號(hào)不同， 解理夾角是否一樣？為什么？請(qǐng)簡(jiǎn)單圖示說明。（6分）礦物學(xué)（40學(xué)時(shí)）參考答案一、名詞解釋1 .晶體習(xí)性：在一定的外界條件下，礦物晶體常常生長(zhǎng)出的習(xí)見形態(tài)，稱為晶體習(xí)性。I I2 .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。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，A產(chǎn)以四次配位的形式，進(jìn)入到SiO4四面體中，替代一部分 Si4+,這 種硅酸鹽稱為鋁硅酸鹽。二、填空題1.0、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg氧化物和氫氧化物含氧鹽2 .復(fù)鹽中兩種固定占位

14、的陽離子類質(zhì)同象3 .吸附水結(jié)品水結(jié)構(gòu)（化合）水吸附結(jié)構(gòu)（化合）4 .透閃石 陽起石5 .尖 品石（銘鐵礦）磁鐵礦6 .卡斯巴鈉長(zhǎng)石律聚片7 .紅柱石藍(lán)晶石矽線石矽線石8 .滑石（云母）葉臘石（綠泥石）高嶺石蛇紋石三、選擇題1-5BAAAA6-10DCBCBCDAC11-14ABCDCDACACD四、問答題1 .答：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)上存在很大的差異。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

15、或六方格子，層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)具共價(jià)鍵一金屬鍵，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 .答：結(jié)構(gòu)單元層是指層狀礦物的晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元。云母結(jié)構(gòu)單元層的類型是 TOT型。層狀硅酸鹽的四個(gè)基本結(jié)構(gòu)見下圖所示。3 .答：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Zn2+比較容 易被Fe2+替代，形成類質(zhì)同像混晶。當(dāng)替代程度較少時(shí)，Zn2+與S2-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

16、澤。當(dāng) 替代程度較大時(shí)，F(xiàn)e2+與S2-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I I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 .答：斜方輝石的解理面符號(hào)為210,單斜輝石的解理面符號(hào)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(jí)均應(yīng)相似。它們的解理面符號(hào)不同的原因是斜方輝石的a。（1.822-1.824nm ）剛好是單斜輝石a。（0.970-0.982nm）的兩倍，而b。和c。值均非常相似，從而導(dǎo)致解理符號(hào)分別為210和110 （見下

17、圖示）。考試課程名稱：結(jié)晶學(xué)及礦物學(xué) 學(xué)時(shí):60學(xué)時(shí)考試方式：開卷、閉卷、筆試、口試、其它考試內(nèi)容：一、填空題（每空0.5分，共17分）1 .晶體的基本性質(zhì)有、和。2 .結(jié)晶學(xué)中，hkl是符號(hào)，（hkl）是符號(hào)，hkl是符號(hào)。3 .空間群國(guó)際符號(hào) P42/mnm中，P表示、42表示、n表示、m表示、屬于晶系。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、和。5 .等大球最緊密堆積有和兩種基本形式，球體之間存在和兩種空隙類型。6 .按最外層電子構(gòu)型。通常將陽離子劃分為、和等三種離子類型。7 .礦物的顏色，據(jù)其產(chǎn)生的原因通?？煞譃?、和三種。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

18、三種基本類型：、。9 .正長(zhǎng)石常見的雙晶是，斜長(zhǎng)石的雙晶是。二、名詞解釋：（每個(gè)2分，共10分）1. TOT型結(jié)構(gòu)2.對(duì)稱型3.尖晶石型結(jié)構(gòu)4.礦物白硬度5.類質(zhì)同像四、問答題（25分）1、舉例說明礦物解理產(chǎn)生的原因。（6分）2、以Si為原始幾何點(diǎn)，找出它的相當(dāng)點(diǎn)，畫出空間格子的平面格子（ A圖）；以。為原始幾何 點(diǎn)，找出它的相當(dāng)點(diǎn)，畫出相應(yīng)的空間格子的平面格子（ B圖）。這兩種情況下畫出的平面格子 相同嗎？為什么？ （ 6分）3、試從晶體化學(xué)的角度解釋 Al2SiO5的同質(zhì)多象現(xiàn)象，并分析它們所代表的溫度壓力條件？ （7分）4、層間域是什么？層問域中的內(nèi)容會(huì)影響礦物的哪些特性？ （6分）結(jié)晶

19、學(xué)及礦物學(xué)（60學(xué)時(shí)）試題參考答案一、填空題1 .自限性、土勻勻性對(duì)稱性、各向異性、最小內(nèi)能性、穩(wěn)定性2 .單形、晶面、晶棱/晶帶3 .原始格子、四次中性螺旋軸、對(duì)角線滑移面、對(duì)稱面、四方4 .吸附水、結(jié)晶水、結(jié)構(gòu)水、層間水、沸石水5 .立方最緊密堆積、六方最緊密堆積、四面體、八面體6 .惰性氣體型、銅型、過渡型7 .自色、他色、假色-. .8 .一向延長(zhǎng)型、二向延長(zhǎng)型、三向延長(zhǎng)型9 .卡斯巴雙晶、聚片雙晶 二、名詞解釋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E f中T代表四面體層，O代表八面體層。對(duì)稱型：宏觀晶體中，所有對(duì)稱要素的組合。例如：立方

20、體的對(duì)稱型為m3m。尖晶石型結(jié)構(gòu)：是A2+B3+2O4型氧化物的一種結(jié)構(gòu)。O2彳乍立方最緊密堆積，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)。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。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，只是在晶胞參數(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(hào)所表示的幾何單形名稱填入表中符號(hào)品系100110111四方品系四方柱四方柱四方雙錐/單錐加由晶系立力體菱形十二面體八面體/四面體四、問答題1 .答：解理的產(chǎn)生嚴(yán)格受其晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素（品格、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。下面按照品格類型，將解理產(chǎn)生的原因分別描述如下：1）在原子品格中，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(hào)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(hào)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）金屬晶格，由于失去了價(jià)電子的金屬陽