结晶学及矿物学试题及答案

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考试课程名称:结晶学学时:40学时考试方式:开卷、闭卷、笔试、口试、其它考试内容:一、填空题(每空0.5分,共10分)1.晶体的对称不仅体现在上,同时也体现在上。2.中级晶族中,L2与高次轴的关系为。3.下面的对称型国际符号对应晶系分别为:23为晶系,32为晶系,mm2为晶系,6mm为晶系。4.金刚石晶体的空间群国际符号为Fd3m,其中F表示,d表示,根据其空间群符号可知金刚石属于晶系,其宏观对称型的全面符号为。5.正长石通常发育双晶,斜长石发育双晶。6.晶体中的化学键可以分为、、、和等五种。7.最紧密堆积原理适用于晶格和晶格的晶体。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?()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:()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:()A、有L2B、无PC、无CD、有垂直的P4.关于布拉维法则说法不正确的是:()A、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()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()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:()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()A、(hhl)B、(hkl)C、(1011)D、(hhh2l)9.同一晶带的晶面的极射赤平投影点可能出现的位置有()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()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2.晶体对称定律3.空间群4.双晶律5.多型四、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)氯离子钠离子氯离子钠离子ab2.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)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)。2)三、六方晶系晶体:(1010)与(0001),(1010)与(1120),(1010)与(1011),(0001)与(1120)。《结晶学》(40学时)试题参考答案一、填空题1.几何外形、物理性质2.垂直3.等轴、三方、斜方、六方4.面心格子、金刚石滑移面、等轴、3L44L36L29PC5.卡斯巴、钠长石律聚片6.离子键、共价键、金属键、分子键、氢键7.金属、离子二、选择题1.B2.B3.C4.C5.AB6.ACD7.ACD8.ABD9.ABC10.CD三、名词解释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6次以上的对称轴。3.空间群: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,仅仅是层的堆垛方式不同四、问答题1.答:(平面格子见下图)相同。因为空间格子是反映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,与选取的对象无关。因此,按照不同研究对象所画的平面格子相同。a.以氯离子为研究对象b.以钠离子为研究对象2.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。如:-石英←→-石英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。如:-石英→2-鳞石英→-方石英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。如:金刚石和石墨间的转变2)移位式转变,不涉及键的破坏和重建,只是结构中原子或离子稍作位移,键角有所改变,相当于整个结构发生了一定的变形。如:-石英和-石英之间的转变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。如:黄铜矿(CuFeS2)晶体中Fe2+和Cu2+之间的有序态和无序态的转变3.答:等轴晶系:垂直、垂直、垂直、斜交斜方晶系:垂直、垂直、斜交、斜交三、六方晶系:垂直、斜交、斜交、垂直4.答:1)4,72)13)2,3,5,6,8,94)3,45)5,86)2,5,87)9考试课程名称:矿物学学时:40学时考试方式:开卷、闭卷、笔试、口试、其它考试内容: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2.克拉克值3.假像4.条痕5.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,因此,地壳中和大类矿物分布最广。2.白云石CaMg[CO3]2和镁方解石(Ca,Mg)[CO3]中的Ca2+和Mg2+间的关系分别为和。3.矿物中的水分为、和等三种基本类型,蛋白石(SiO2•nH2O)中的水为水,水镁石(Mg(OH)2)中的水为水。4.组成软玉的主要矿物为和。5.具有正尖晶石型结构的矿物有,具有反尖晶石型结构的矿物有。6.正长石常见双晶,斜长石常见双晶。7.Al2SiO5有、和等三种同质多相变体,其中为铝的铝硅酸盐。8.具有TOT型结构单元层的矿物有和,具有TO型结构单元层的矿物有和。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:()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、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、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、共生B、伴生C、世代D、假像5、在K[AlSi3O8]的三种有序-无序变体中,透长石对应:()A、完全无序态B、完全有序态C、部分有序态D、均有可能6、聚片双晶纹出现在:()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:()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:()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:()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:()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:()A、水晶B、玛瑙C、燧石D、芙蓉石12、硬度中等的矿物有:()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:()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:()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)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)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)《矿物学》(40学时)参考答案一、名词解释1.晶体习性:在一定的外界条件下,矿物晶体常常生长出的习见形态,称为晶体习性。2.克拉克值:元素在地壳中平均的百分含量,通常有质量克拉克值和原子克拉克值两种表示方法。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,Al3+以四次配位的形式,进入到[SiO4]四面体中,替代一部分Si4+,这种硅酸盐称为铝硅酸盐。二、填空题1.O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg氧化物和氢氧化物含氧盐2.复盐中两种固定占位的阳离子类质同象3.吸附水结晶水结构(化合)水吸附结构(化合)4.透闪石阳起石5.尖晶石(铬铁矿)磁铁矿6.卡斯巴钠长石律聚片7.红柱石蓝晶石矽线石矽线石8.滑石(云母)叶腊石(绿泥石)高岭石蛇纹石三、选择题1-5BAAAA6-10DCBCBCDAC11-14ABCDCDACACD四、问答题1.答: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。其物理性质显示原子晶格的特点: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.答:结构单元层是指层状矿物的晶体结构中最小的重复单元。云母结构单元层的类型是TOT型。层状硅酸盐的四个基本结构见下图所示。}c.结构单元层}}}d.层间域b.八面体片a.四面体片3.答: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Zn2+比较容易被Fe2+替代,形成类质同像混晶。当替代程度较少时,Zn2+与S2-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,Fe2+与S2-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.答: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a0(1.822-1.824nm)刚好是单斜辉石a0(0.970-0.982nm)的两倍,而b0和c0值均非常相似,从而导致解理符号分别为{210}和{110}(见下图示)。考试课程名称:结晶学及矿物学学时:60学时考试方式:开卷、闭卷、笔试、口试、其它考试内容:一、填空题(每空0.5分,共17分)1.晶体的基本性质有、、、、和。2.结晶学中,{hkl}是符号,(hkl)是符号,[hkl]是符号。3.空间群国际符号P42/mnm中,P表示、42表示、n表示、m表示、属于晶系。4.矿物中的水,据其存在形式及在结构中的作用分为、、、和。5.等大球最紧密堆积有和两种基本形式,球体之间存在和两种空隙类型。6.按最外层电子构型。通常将阳离子划分为、和等三种离子类型。7.矿物的颜色,据其产生的原因通常可分为、和三种。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:、、。9.正长石常见的双晶是,斜长石的双晶是。二、名词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