《02 第一章 宝石的结晶学和晶体光学基础》.ppt

* * 第一章 宝石的结晶学和 晶体光学基础 教学内容： 一、晶体结构和形状 二、光率体 第一节 宝石的晶体结构和形状 教学内容： 一、晶体的基本特征 二、宝石矿物的晶体结构 三、晶体的外表特征 一、晶体的基本特征 1.什么是晶体 晶体（Crystal）：凡具有格子构造的固体，称为晶体。 晶体内部构造的最基本特征是质点（原子或离子）在三维空间作有规律的周期性重复。空间格子是表示晶体内部构造的一种模拟几何图像。 晶体具晶体结构，有晶面。晶形的充分发育可导致其外部晶面规则的几何形态。 2.晶体的基本特征 （1）晶体具有格子构造，它们在三度空间作格子状的规则排列（晶体的均一性）。 （2）晶体在自由生长状态下能自发地形成规则的多面体形态（晶体的自范性或自限性）。 （3 ）晶体的性质具有随方向而变化的异向性（晶体的各向异性）。 （4）晶体具有外形和性质的对称性（晶体的对称性）。 （5）晶体具有最小内能和稳定性（晶体的稳定性）。 3.晶体的对称 对称要素：在研究对称时，为使物体作有规律重复而凭借的一些几何元素（点、线、面）称之为对称要素。 （1）点：对称中心 （2）线：对称轴 （3）面：对称面 根据晶体对称的特点，将晶体划分为三个晶族、七个独立的晶系。它们是晶体研究的基础，并对晶体的光学性质和力学性质有着直接的影响。 对称特点 晶系名称 晶族名称 无二次轴和对称面 三斜晶系 二次轴或对称面不多于一个 单斜晶系 二次轴或对称面多于一个 斜方晶系 低级晶族 有一个四次轴 四方晶系 有一个三次轴 三方晶系 有一个六次轴 六方晶系 中级晶族 有四个三次轴 等轴晶系 高级晶族 晶体的对称分类 Q:参考教材上的资料 总结每个晶系都有哪些宝石品种。 4.单形和聚形 （1）单形：是由对称要素联系起来的一组晶面的总和，同一单形的所有晶面都同形等大。 （2）聚形：两个或两个以上的单形所组成的晶体称为聚形。这时的单形的形状变化较大，可以假想把单形的晶面扩展，使其晶面相交后确定单形名称。 单形是由同种晶面组成的一 组晶面的总和。从单形的一个 晶面，可以通过对称型中全部 对称要素的作用，将该单形全 部晶面推导出来 共同 特征 各晶体模型的每一 晶面同形等大 且从单形的一个晶面， 通过对称型中全部对 称要素的作用，可将 其余晶面全部推导出来 常用单形的形状或晶面的形状和多少来命名，如三方双锥、菱形十二面体、八面体、四面体 关于单形名称 单形概念 知识的应用 钻石常见晶形 (立方体、八面体) 绿柱石常见晶形 (六方柱) 知识的应用 电气石常见晶形 复三方柱 石榴石常见晶形 四角三八面体 知识的应用 尖晶石常见晶形 八面体 黄玉常见晶形 斜方柱 二、宝石矿物的晶体结构 用作宝石的矿物（宝石矿物），是由自然界中的无机物组成的，它具有明显的化学结构特征，具有一定的晶体结构。所有的物质，都是由一种或多种化学元素组成的。 一种矿物，在其适合的条件下形成，其元素的原子，在其形成物质的过程中，会有规律地排列好，形成一个严格的，有其特点的内部结构，这种确切的、严格的结构，在矿物学中称之为晶体结构(crystal structure) 。 物质结晶速度很快，限制了原子按其自己的方式排列，称之为非晶质体(noncrystalline) 。 宝石的晶体结构，直接影响： （1）宝石的特性 （2）宝石的耐用性 （3）宝石晶体的形态 这些特性对宝石的切磨、宝石的鉴定都有很重要的作用。 不同晶体形态的宝石在加工切磨时，它的切磨方法是不同的。也就是说，宝石切磨后，既要美观，又要保持最大重量。而宝石的切磨又与宝石的晶体结构密切相关。 三、晶体的外表特征 1.双晶（Twin crystal）：双晶是两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生，相邻两个个体的相应的面、棱、角并非完全平行，但它们可借助对称操作：反映、旋转或反伸，使两个个体彼此重合或平行。 双晶有以下三种类型 （1）接触双晶：各单晶沿一个简单的平面（双晶面）相接触。 （2）穿插双晶：两个单晶互生并相互穿插。 （3）聚片双晶：一系列薄层晶体的页片状接触双晶。 2.晶簇（Crystal aggregates）：是由一组具有共同基底的单晶呈簇状集合而成。 3.显晶质集合体（Crystalline aggregate）：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、纤维状等集合体。 4.隐晶质集合体（Cryptocrystalline aggregate）：晶体细小，只能在显微镜下才能看到