1、 结 晶 学 考试试卷 一、填空题（每空 0.5 分，共 10 分）1.晶体的对称不仅体现在 几何外形 上，同时也体现在 物理性质 上。2.中级晶族中，L 2 与高次轴的关系为 垂直 。3.下面的对称型国际符号对应晶系分别为：23 为 等轴 晶系，32 为 三方 晶系，mm2 为 斜方 晶系，6mm 为 六方 晶系。4.金刚石晶体的空间群国际符号为 Fd3m，其中 F 表示 面心格子 ，d表示 金刚石滑移面 ，根据其空间群符号可知金刚石属于 等轴 晶系，其宏观对称型的全面符号为 3L44L36L29PC 。5.正长石通常发育 卡斯巴律 双晶，斜长石发育 钠长石率聚片 双晶。6.晶体中的化学键可
2、以分为 离子键 、 共价键 、 金属键 、 分子键 和氢键 等五种。7.最紧密堆积原理适用于 金属 晶格和 离子 晶格的晶体。二、选择题（每题 1 分，共 10 分，前 4 题为单选）1.对于同一种晶体而言，一般说来大晶体的晶面数与小晶体的晶面数，哪个更多？（ B ）A、大晶体的 B、小晶体的 C、一样多 D、以上均错误2. 类质同象中，决定对角线法则的最主要因素是：（ B ）A、离子类型和键型 B、原子或离子半径 C、温度 D、压力3. 具有 Li4 和 Li6 的晶体的共同点是：（ C ）A、有 L2 B、无 P C、无 C D、有垂直的 P4.关于布拉维法则说法不正确的是：（ C ）A、
3、实际晶体的晶面往往平行于面网密度大的面网B、面网密度越大，与之平行的晶面越重要C、面网密度越大，与之平行的晶面生长越快D、面网密度越大，与之平行的晶面生长越慢5.可以与四面体相聚的单形有（ AB ）A、四面体 B、立方体 C、八面体 D、四方柱 E、斜方双锥6.黄铁矿晶体通常自发地生长成为立方体外形，这种现象说明晶体具有（ACD ）性质：A、自限性 B、均一性 C、异向性 D、对称性7.下面说法中正确的有：（ ACD ）A、准晶体具有近程规律 B、非晶体具有远程规律C、准晶体具有远程规律 D、非晶体具有近程规律8.某晶面在 X、Y、Z 轴上截距相等，该晶面可能的晶面符号有（ ABD ）A、（h
4、hl） B、（hkl） C、（10 11） D、（hh h2l）9.同一晶带的晶面的极射赤平投影点可能出现的位置有（ ABC ）A、基圆上 B、直径上 C、大圆弧上 D、小圆弧上10.关于有序-无序现象说法正确的有（ CD ）A、有序-无序是一种特殊的类质同象 B、形成的温度越高晶体越有序C、形成的温度越高晶体越无序 D、有序-无序是一种特殊的同质多象三、名词解释（5 个，每个 2 分，共 10 分）1.平行六面体：空间格子中最小的重复单位，由两两相互平行的六个面围限起来的。2.晶体对称定律：晶体中只存在 1 次、2 次、3 次、4 次和 6 次对称轴，不会出现 5 次以及以上的对称轴。3.空
5、间群：晶体内部结构中，对称要素的组合。由于它们不交于一点，且能够用数学的群来表示，顾称为空间群。4.双晶律：双晶结合的规律，通常用双晶要素和双晶结合面来表示。5.多型：一种元素或化合物以两种或两种以上的层状结构存在的现象，不同层状结构之间单元层是相同的，仅仅是层的堆积方式不同。四、问答题（29 分）1.石盐（NaCl）晶体的空间群为 Fm3m，请在石盐晶体结构平面示意图（下图 a，b）中分别以氯离子和钠离子为研究对象，画出各自的平面格子的最小重复单元。它们的形态相同吗？为什么？（6 分）答：形态相同。因为空间格子是反应晶体的格子构造规律性的几何图形。同一种晶体它的规律性是相同的，与选取的对象无
6、关。因此，按照不同研究对象所画的平面格子相同。2.简述同质多象的概念、同质多象转变的类型，并举例说明。（8 分）答：同质多像是指化学成分相同的物质，在不同的物理化学条件下，形成结构不同的若干种晶体的现象。其转变类型根据变体间相互转换关系可以分为：1）双变性转变，即两变体之间的转变是双向的，其转变过程快速且是可逆的。2）单变性转变，两变体之间的转变是单向的，其转变过程迟缓，且只在升温过程中发生。其转变类型根据不同变体间的结构关系来看，可以分为：1）重建式转变，转变时晶体结构发生了彻底改组，包括键性、配位态及堆积方式等的变化，再重新建立起新变体的结构。2）位移式转变，不涉及键的破坏和重建，只是结构
7、中原子或离子稍作位移，键角有所改变，相对于整个结构发生了一定的变形。3）有序-无序转变，同种物质晶体结构的无序态与有序态之间的转变。3.判断下列晶面与晶面，晶面与晶棱，晶棱与晶棱之间的空间关系（平行、垂直或斜交）：（8 分）1）等轴晶系和斜方晶系晶体：（001）与001，（010）与010，（111）与111 ，（110）与（010）。答：垂直、垂直、垂直、斜交2）三、六方晶系晶体：（10 10）与（0001），（10 10）与（11 20），（10 10）与（ 10 1），（ 0001）与（11 20）。答：垂直、垂直、斜交、斜交4.在极射赤平投影图（下图）中，有 9 个晶面（1，2，3，4
8、，5，6，7，8 和 9）的投影点（其中 5 为，6 为，8 为，9 为），请找出分别满足下列关系的晶面各有哪些：（7 分） 1）直立的晶面；4,72）水平的晶面；13）倾斜的晶面；2,3,5,6,8,94）与晶面 2 的方位角相同的晶面；3,45）与晶面 2 的极距角相同的晶面；5,86）与晶面 6 的极距角互补的晶面；2,5,87）与晶面 2 平行的晶面。9123456789矿 物 学 考试试卷 一、名词解释（每个 2 分，共 10 分，答案写在答题纸上）1. 晶体习性：在一定的外界条件下，矿物晶体常常生长出的见习形态，成为晶体习性。2. 克拉克值：元素在地壳中平均的百分含量，通常有质量克
9、拉克值和原子克拉克值两种表示方法。3. 假像：矿物成分交代强烈时，一种矿物将另一种矿物完全交代，同时保留了前一种矿物的外形的现象称作假象。4. 条痕：矿物粉末的颜色。是鉴定矿物的重要依据之一。5. 铝硅酸盐：在硅酸盐类中，铝离子以四次配位的形式，进入到【SiO4四面体中，替代一部分硅离子，这种硅酸盐成为铝硅酸盐。二、填空题（每空 0.5 分，共 12 分）1、地壳中化学元素分布最多的 8 种元素为 O Si Al Fe Ca Na K Mg ，因此，地壳中 氧化物和氢氧化物 和 含氧盐 大类矿物分布最广。2. 白云石 CaMgCO32 和镁方解石（Ca,Mg）CO 3中的 Ca2+和 Mg2+
10、间的关系分别为 和 。3. 矿物中的水分为 吸附水 、 结晶水 和 结构水 等三种基本类型，蛋白石（SiO 2 nH2O）中的水为 吸附 水，水镁石（ Mg(OH)2）中的水为 结构 水。4.组成软玉的主要矿物为 透闪石 和 阳起石 。5. 具有正尖晶石型结构的矿物有 尖晶石（络铁矿） ，具有反尖晶石型结构的矿物有 磁铁矿 。6. 正长石常见 卡斯巴律双晶，斜长石常见 钠长石律聚片 双晶。7. Al2SiO5 有 红柱石 、 蓝晶石 和 矽线石 等三种同质多相变体，其中 矽线石 为铝的铝硅酸盐。8.具有 TOT 型结构单元层的矿物有 滑石（云母） 和 叶腊石（绿泥石），具有 TO 型结构单元层
11、的矿物有 高岭石 和 蛇纹石 。三、选择题（每个 1 分，共 14 分。前 7 个为单选）1、常与硫元素相结合形成硫化物的离子为：（ B）A、惰性气体型 B、铜型 C、过渡型 D、以上均可2、珍珠光泽常常出现在下面那些部位：（A ）A、解理面上 B、断口上 C、裂开面上 D、晶面上3、绿柱石呈现绿色是因为：（ A ）A、含有色素离子 B、色心 C、含有杂质包裹体 D、干涉效应4、方铅矿常常与闪锌矿、黄铁矿在一起出现，它们间的关系为：（ A ）A、共生 B、伴生 C、世代 D、假像5、在 KAlSi3O8的三种有序-无序变体中，透长石对应：（ A ）A、完全无序态 B、完全有序态 C、部分有序态
12、 D、均有可能6、聚片双晶纹出现在：（ D ）A、晶面上 B、解理面上 C、断口上 D、以上均可7、高温石英转变成低温石英后仍保留其原来的六方双锥的外形，此种现象称为：（ C ）A、蚀像 B、假像 C、副像 D、类质同像8、二向延长性晶体的形态可以描述为：（ BC ）A、柱状 B、板状 C、鳞片状 D、纤维状9、关于褐铁矿描述正确的有：（ BCD ）A、是一种矿物 B、是混合物 C、可用于炼铁 D、是铁矿石的风化产物10、具有金刚光泽的矿物，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、下面矿物中，石英的异种有：（ ABCD ）A、水晶 B、玛瑙 C、燧石
13、D、芙蓉石12、硬度中等的矿物有：（ CD ）A、石膏 B、正长石 C、磷灰石 D、方解石13、具有 NaCl 型衍生结构的矿物有：（ AC ）A、黄铁矿 B、橄榄石 C、方解石 D、重晶石14、以下矿物中，属于化学计量矿物的有：（ ACD ）A、铁闪锌矿 B、磁黄铁矿 C、黄铁矿 D、黄铜矿四、问答题（共 24 分）1.从晶体化学的角度说明金刚石和石墨的性质差异。（7 分）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较大差异，从而导致了它们宏观形态和物理性质上存在很大差异。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。其物理性质显示原子晶格的特点：
14、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。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（层状结构导致），硬度低（分子键引起），金属光泽，电的良导体（金属键存在）。2.下图是云母型晶体的结构示意图，请在图中标出下列结构单元：a.四面体片 b.八面体片 c.结构单元层 d.层间域并请指出云母型晶体的结构单元层类型。（5 分）3.闪锌矿有深色和浅色之分，同时其他光学性质相应地也各有所不同，请解释其原因所在。（6 分）这是由于闪锌矿化学成分不同而导致的差异。在自然界中，闪锌矿（ZnS ）中的锌离子比较容易被二价铁离子替代
15、，形成类质同像混晶。当替代程度较少时，锌离子与硫离子以共价键连接。矿物显示出原子晶格晶体的光学性质，例如：较浅的颜色，同时条痕也很浅，矿物透明，并且是金刚光泽。当替代程度较大时，铁离子与硫离子之间的化学键作用显现，这两种元素间的化学键向金属键过渡，从而导致矿物显示出一定金属晶格晶体的光学性质，例如：颜色变深，条痕变深，半透明甚至不透明，半金属光泽等。4.斜方辉石与单斜辉石矿物的解理面符号不同，解理夹角是否一样？为什么？请简单图示说明。（6 分）斜方辉石的解理面符号为210，单斜辉石的解理面符号为 110。但它们的夹角相同。这是因为两个辉石亚族的矿物的结构形式一样，产生解理的原因相同，因此产生的
16、解理形态、夹角和等级均应相似。它们的解理面符号不同的原因是斜方辉石的 a 刚好是单斜辉石 a 的两倍，而 b 和c 值均非常相似，从而导致解理符号分别为210 和110。结晶学及矿物学考试试卷 一、填空题（每空 0.5 分，共 17 分）1晶体的基本性质有 自限性 、 均匀性 、 对称性 、各向异性 、 最小内能性 和 稳定性 。2结晶学中，hkl 是 单形 符号，（hkl）是 晶面 符号，hkl是 晶楞/晶带 符号。 3空间群国际符号 P42/mnm 中，P 表示 原始格子 、4 2 表示 四次中性螺旋轴 、n 表示对角线滑移面、m 表示 对称面 、属于 四方 晶系。4矿物中的水，据其存在形
17、式及在结构中的作用分为 吸附水 、 结构水 、 结晶水 、 层间水 和 沸石水 。5等大球最紧密堆积有 立方最紧密堆积 和 六方最紧密堆积 两种基本形式，球体之间存在 四面体 和 八面体 两种空隙类型。6按最外层电子构型。通常将阳离子划分为 惰性气体型 、 铜型 和 过渡型 等三种离子类型。7矿物的颜色，据其产生的原因通常可分为 自色 、 他色 和 假色 三种。8根据晶体在三维空间的发育程度，晶体习性大致分为三种基本类型：一向延长型 、 二向延展型 、 三向等长型 。9正长石常见的双晶是 卡斯巴律双晶 ，斜长石的双晶是 聚片双晶 。二、名词解释：（每个 2 分，共 10 分）1 TOT 型结构
18、：层状硅酸盐的一种基本结构单元层，它是由两层四面体层和一层八面体层构成。其中 T 代表四面体层， O 代表八面体层。2 对称型：宏观晶体中，多有对称要素的组合。例如：立方体的对称型为 m3m。3 尖晶石型结构是：是 A2+B3+2O4 型氧化物的一种结构。O2-作立方最紧密堆积，A2+充填 1/8 的四面体空隙，B3+充填 1/2 的八面体空隙的结构。尖晶石就具有这种结构。4 矿物的硬度：是指矿物抵抗外界刻划、挤压等作用的能力。摩氏硬度是一种常用的矿物的硬度描述方法。5 类质同像：是指晶体结构中，某种质点被相似的质点所替代，键型和晶格类型不变，只是再晶胞参数略有变化，宏观性质有所改变的现象。三
19、、将下列单形符号所表示的几何单形名称填入表中（各写出一种，共 6 分）。符 号晶 系100 110 111四方晶系四方柱 四方柱四方双锥/单锥等轴晶系立方体菱形十二面体八面体/四面体四、问答题 （25 分）1、举例说明矿物解理产生的原因。（6 分）解理的产生严格受其晶体内部结构因素（晶格、化学键类型及其强度和分布）的控制，常沿面网间化学键力最弱的面网产生。下面按照晶格类型，将解理产生的原因分别描述如下：1）在原子晶格中，各方向的化学键力均等，解理面/面网密度最大的面网。例如：金刚石晶体的解理沿111产生。2）离子晶格，因静电作用，解理沿由异号离子组成的、且面网间距大的电性中和面网产生，例如：石
20、盐的解理沿100产生；或者，解理面/两层同号离子层相邻的面网，例如：萤石的解理沿111产生。3）多键型的分子晶格，解理面/由分子键联结的面网，例如：石墨的解理沿0001产生。4）金属晶格，由于失去了价电子的金属阳离子为弥漫于整个晶格内的自由电子所联系，晶体受力时很容易产生晶格滑移而不致引起键的断裂。故金属晶格具强延展性而无解理。2、以 Si 为原始几何点，找出它的相当点，画出空间格子的平面格子（A 图）；以 O 为原始几何点，找出它的相当点，画出相应的空间格子的平面格子（B 图）。这两种情况下画出的平面格子相同吗？为什么？ （6 分）图形相同。因为空间格子是反应晶体的格子构造规律性的几何图形。
21、同一种晶体它的规律性是相同，与选取的对象无关。因此，按照不同研究对象所画的平面格子相同。3、试从晶体化学的角度解释 Al2SiO5 的同质多象现象，并分析它们所代表的温度压力条件？（7 分）蓝晶石产生于高压变质带或中压变质带的较低温部分，因高压低温易形成六次配位形式的 Al。红柱石产生于低压变质带的较低温部分，因低温低压易形成罕见的五次配位形式的 Al。矽线石产生于中压或低压变质带的较高温部分，因低压高温易形成四次配位形式的 Al。4、层间域是什么？层间域中的内容会影响矿物的哪些特性？（6 分）层间域是指层状硅酸盐结构中，结构单元层之间的区域。如果结构单元层内部电荷已达平衡，则层间域中无需其它阳离子存在；如果结构单元层内部电荷未达到平衡，则层间域中有一定量的阳离子（如钾离子、钠离子、钙离子等） ，还可以吸附一定量的水分子或有机分子。层间域中有无离子，不同离子的存在或分子的吸附，将大大影响矿物的物理性质，例如：吸附性、离子交换性、弹性、挠行等。
