结晶学及矿物学试题及答案

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