结晶学及矿物学精彩试题及问题详解.pdf

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1、实用文档 文案大全 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， L 2 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

2、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 Li 4 和 Li 6 的晶体的共同点是：（） A、有 L 2 B、无 P C、无 C D、有垂直的 P 4.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 实用文档 文案大全 C、面网密度越大

3、，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、（hh h2 l） 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

4、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） 实用文档 文案大全 氯离子 钠离子 a b 2.简述

5、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、3L 44L36L29PC 5.卡斯巴

6、、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.B 2.B 3.C 4.C 5.AB 6.ACD 7.ACD 8.ABD 9.ABC 10.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。 实用文档 文案大全 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

7、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

8、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 实用文档 文案大全 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 Fe 2+和 Cu2+之间的有

9、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）4，7 2）1 3）2，3，5，6，8，9 4）3，4 5）5，8 6）2，5，8 7）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 CaM

10、gCO32和镁方解石（ Ca,Mg）CO3中的 Ca 2+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。 实用文档 文案大全 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

11、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 KAlSi3O8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

12、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 实用文档 文案大全 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

13、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 实用文档 文案大全 一、名词解释 1.晶

14、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， Al 3+以四次配位的形式，进入到 SiO 4四面体中，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

15、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 1-5 B A A A A 6-10 D C BC BCD AC 11-14 ABCD CD AC ACD 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

16、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） 。 实用文档 文案大全 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Fe 2+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

17、，并且是金刚光泽。当替代程度较大时，Fe 2+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

18、似，从而导致解理符号分别为210 和110 （见下图示）。 实用文档 文案大全 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

19、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、名词解释：（每个2 分，共 10 分） 1 TOT 型结构2 对称型3 尖晶石型结构4 矿物的硬度 5 类质同像 四、问答题（25 分） 1、举例说明矿物解理产生的原因。（6 分） 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

20、 图）。 这两种情况下画出的平面格子相同吗？为什么？（6 分） 实用文档 文案大全 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） 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） 结晶学及矿物学（60 学时）试题参考答案 一、填空题 1.自限性、均匀性、对称性、各向异性、最小内能性、稳定性 2.单形、晶面、晶棱 /晶带 3.原始格子、四次中性螺旋轴、对角线滑移面、对称面、四方 4.吸附水、结晶水、结构水、层间水、沸石水 5.立方最紧密堆积、六方最紧密堆积、四面体、八面体 6.惰性气体型、铜型、过渡型 7.自色、他色、假色

21、8.一向延长型、二向延长型、三向延长型 9.卡斯巴双晶、聚片双晶 二、名词解释 TOT 型结构 ：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。 对称型 ：宏观晶体中，所有对称要素的组合。例如：立方体的对称型为m3m。 尖晶石型结构 ：是 A 2+B3+ 2O4型氧化物的一种结构。 O 2-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。 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。 类质同像 ：

22、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，只是在晶胞参数略有变化，宏观性质有所改变的现象。 三、将下列单形符号所表示的几何单形名称填入表中 符 号100 110 111 实用文档 文案大全 晶 系 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 1.答：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。

23、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，晶体受力时很容易发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.答：图 A 中蓝色的图形为 Si 为研究对象所画的平面格子，图B 中蓝色的图形 为 O 为研究对象所画的平面格子。图形相同。因为空间格子是反映晶体的格子 构造规

24、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。 实用文档 文案大全 3.答： Al2SiO5的同质三像变体晶体结构中， Si 4+全部为四次配位，并呈孤立的 SiO 4 四面体。两个 Al 3+中的一个均与氧呈六次配位，并以共棱的方式联结成平行于 c 轴方向延伸的 AlO6八面体链，剩余的另一个Al 3+在三种矿物中的配位数各不相 同。在红柱石中为五次配位，在蓝晶石中为六次配位，在夕线石中为四次配位。 这三种矿物中 1/2 的 Al 3+在配位数上的变化，反映其形成的温压条件。一般 情况下，蓝晶石产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。夕线石产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.答：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， 则层间域中无须其它阳离子存在；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K +、Na+、Ca2+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、挠性等。 A 图B 图