地大宝石学第三章

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1、第三章宝石的结晶学和矿物学基础　本章学习指导一、本章学习的重点1.晶体与非晶质的区别2.晶体对称的特点及对称要素（对称轴、对称面、对称中心的概念）3.晶体的分类：七大晶系4.单形、聚形的概念；5.类质同象与同质多象概念及意义；6.解理与裂理的概念和区别；7.硬度的概念及摩氏硬度计；二、本章学习的难点1.晶体对称的概念和空间想象；2.晶体的定向和分类；3.空间格子的概念；4.类质同象的概念；5.解理与裂理的区别；一、基本概念（本章适合没有安排结晶学和矿物学课程的首饰设计专业）  1.晶体：质点作规律排列,具有格子构造的即称为结晶质,结晶质在空间的有限部分即为晶体。即晶体是具有格

2、子构造的固体。   晶体的内部对称导致其外部具有规则的几何外形，凡是天然具有几何多面体形态的固体都称为晶体，如水晶、碧玺等。各类晶体形态复杂多样，大小悬殊，如有的矿物晶体可重达百吨。直径数十米；有的则需要借助显微镜，甚至电子显微镜或X射线分析方能识别。图3-1-2海蓝宝石晶体  图3-1-3水晶和碧玺晶体   2.非晶质体：有些状似固体的物质如玻璃、欧泊（图3-1-4）、琥珀（图3-1-5）等，它们的内部质点不作规则排列，不具格子构造称为非晶质或非晶质体。内部质点的不规则排列使其不具有规则的几何外形。  （1）内部质点不作规则排列，不存在周期性重复，即不具有格子构造；  （2

3、）不具有规则的外形。图3-1-4 欧泊原石图3-1-5 琥珀4.多晶质体：由多个小晶体组合在一起形成的岩石或者玉石，称为多晶质体。按单体的结晶习性及集合方式的不同可分为粒状、片状、板状、针状、柱状、棒状、放射状、纤维状、晶簇状等如：翡翠、石英岩孔雀石软玉等。   5.隐晶质体：由无数个非常小的晶体组合在一起形成的岩石或者玉石，这些微晶小到在光学显微镜下也不易分辨出晶体的个体，称为隐晶质体，如蛇纹石玉、玛瑙等。图3-1-6 多晶质的翡翠图3-1-7 隐晶质的岫玉图3-1-8 隐晶质的玛瑙二、空间格子   1.空间格子：晶体中的原子、离子或分子有规律的排列，形成在三维空间呈周期性

4、重复排列的几何点（即结点），这些几何点的连结成无限的立体几何图形，称为空间格子。它是从具体的晶体结构中抽象出来的。   2.单位平行六面体：一个空间格子总是可以被三组相交的面网划分成一系列相互平行叠置的一个最小重复单位，那就是单位平行六面体。   3.空间格子类型：根据结点在单位平行六面体中的分布情况，将其划分为原始格子、底心格子、体心格子和面心格子等4种可能的形式。图3-1-9。晶体中共有14种不同的空间格子类型。   4.面网：结点在平面上的分布构成面网。  晶系原始格子（P）底心格子（C）体心格子（I）面心格子（F）三斜　C=II=FF=P单斜　I=F　F=C斜方四方C

5、=P　F=I　三方与本晶系对称不符　I=FF=P六方与本晶系对称不符　　与空间格子的条件不符与空间格子的条件不符等轴与本晶系对称不符　　                            图3-1-9空间格子类型三、晶体的对称   1.对称的概念    对称就是物体相同部分有规律的重复（图3-1-10）。    晶体是具有对称性的,晶体外形的对称表现为相同的晶面、晶棱和角顶作有规律的重复。晶体的对称是取决于它内在的格子构造。晶体的对称既是内部的同时表现在外部晶体形态上。   2.晶体的对称性的特征   晶体的对称具有3个特点：   ①微观对称：由于晶体内部都具有格子构造，

6、而格子构造本身就是质点在三维空间周期重复的体现。因此，所有的晶体都具有晶体内部结构的对称，即微观的对称。   ②晶体的对称受格子构造性质的限制：也就是说只有符合格子构造特征的对称才能在晶体上体现。因此，晶体的对称是有限的，它遵循“晶体对称定律”。   ③晶体的对称不仅体现内部结构和几何外形上，同时也体现在物理性质(如光学、力学、热血、电学性质等)上，也就是说晶体的对称不仅包含着几何意义，也包含着物理意义。   3.对称要素：   （1）对称面(P)    对称面是一个假想的平面，相应的对称操作为对于此平面的反映。它将图形平分为互为镜像的两个相等部分（图3-1-11）。   （

7、2）对称轴(Ln)    对称轴是一根假想的直线，相应的对称操作是围绕此直线的旋转。当图形围绕此直线旋转一定角度后，可使相等部分重复（图3-1-12）。旋转180度使相等部分重复的称为2次对称轴；旋转120度使相等部分重复的称为3次对称轴；旋转80度使相等部分重复的称为4次对称轴。3次和4次对称轴又称为高次对称轴。   （3）对称中心(C)    对称中心是一个假想的点，相应的对称操作是对此点的反伸(或称倒反)。如果通过此点做任意直线，则在此直线上距对称中心等距离的两端，必定可以找到对应点（图3-1-1