一.填空（15分） 1. 晶体的基本性质是： 。 2. 等大球体最紧密堆积时，最基本的堆积方式有： 。 3. 决定离子晶体结构的基本因素是： 。 4. 矿物中水的存在方式有： 。 5. 方铅矿常具有立方体的形状，其对称型应为 、属 晶系、该晶系的晶体常数为 。 6. 萤石在碱性介质中，可结晶成 形状，在中性介质中，可结晶成 形状， 在酸性介质中，可结晶成 形状。 7. α—Al2O3结构可看成O离子按六方最紧密堆积的方式排列，即形成 形式重复型， 而Al离子填充于 的 空隙，使化学式成为 。 8. 铝硅酸盐是 。 铝的硅酸盐是 。 所以，铝在硅酸盐中具 作用。 9． 粘土矿物的基本特性是 。 10．高岭石结构属 型，其八面体为 ；滑石结构属 型，其八面体为 。 11．在硅酸盐矿物中， 代替[SiO4]中的硅是一种较为普遍现象，但代替的可能性由 逐渐减小，而在 的硅酸盐矿物中，这种现象不可能出现。 12．β－ZnS和α－ZnS二者互为 ，其区别主要在于 不同。 13．矿物的弹性与挠性主要的区别在于 。 14．某矿物通过测定，其Ne =1.632，No =1.640，该矿物为 突起，提升镜筒，贝克线向 方向移动。 3＋2－15．某矿物的主折射率值分别为：1.616；1.609；1.606，则该矿物属 轴晶，光性符号
为 ，
其最大双折率为 ；其垂直于Bxa切面上光率体的特征为 。
二．判断（正确的打√、错误的打╳ ） （10分）
1．立方最紧密堆积中最紧密排列层为（111）；而六方最紧密堆积中的最紧密排列层为（0
001）。 （ ）
2． R+/R-的比值在0.225—0.414范围内时，其配位数为6，配位多面体形状为八面体。
（ ）
3． α－石英在870oC时，与α－磷石英之间的转变为位移型转变。 （ ） 4．萤石CaF2结构中，Ca离子作面心立方最紧密堆积，F 离子填满所有四面体孔隙。 （
）
5． 高岭石与滑石属层状硅酸盐结构，层间靠范德华力连接，因而，二者属同一晶体结构，
除元素不同外，没有结构差异。 （ ）
6． 长石是由[SiO4]相互连成的曲轴状链，向平行于a轴方向发展，因而长石属链状硅酸盐
结构的晶体。 （ ）
7． 在MgAl2O4结构中，O可看成是按六方紧密堆积排列的，Mg充填于1/2的四面体空隙，
而Al3+充填于1/8的八面体空隙中。 （ ）
8．二八面体和三八面体的根本区别在于八面体的数量不同。 （ ）
9． 在描述矿物的光性时，把具有“ No< Ne ”特征的光率体叫一轴晶正光性的光率体。
（ ）
10．二轴晶负光性的矿物，其垂直于Bxa切面上光率体特征为长短半径是 Nm、Np的椭圆。
（ ）
三．问答（20分）
1. 有一种矿物经电镜分析，确定其为片状晶体。差热分析表明，它在150℃－250℃脱去
层间水，在700℃脱去结构水，800℃－900℃发生分解反应。其他实验表明这种矿物具
2-2+
2+
-
有很特征的膨胀性、吸附性和离子交换性。常用于漂白、过滤、净化等工艺。指出这种
矿物的名称，简要说明其判断依据并预测该矿物的其它物理性质。
2. 指出单偏光显微镜的装置特点，说明在该系统下可观测晶体的哪些光学性质？如何测
定相邻的两种矿物之间相对折射率值的大小？
四．计算与简答（25分）
1．试计算等大球体在立方密堆积中空间堆积系数K=？
2． 画出钙钛矿的结构图，分析其结构，并用Pauling规则详细说明钙钛矿结构是否符合该
规则。
3．画出MgO的（110）及（111）晶面上的原子排列图。 4．说明晶体场理论的要点，并用晶体场理论解释尖晶石晶体结构。 5． 简要说明α－石英，α－方石英，α－鳞石英的结构特点。
五．论述分析题（30分） 1．试述硅酸盐矿物结构的特点。 2．有A、B、C三种晶体其化学式分别为
A：Al4[Si4O10](OH)8 B：Na[AlSi3O8] C：β－ZnS
① 写出A、B、C三种矿物的种名。 ② 描述三种矿物的晶体结构特征。 ③ 指出三种矿物在矿物学中分类的位置。
④ 对比A、B矿物的形态并预测这两种晶体的特征物理性质。
《结晶矿物学》试题（A）答案
一.填空（15分）
3. 最小内能性、稳定性、对称性、异向性、均一性、自限性。
2. 六方最紧密堆积和立方最紧密堆积。
3. 离子的构型、数量、离子的半径比和离子的极化等。 4. 吸附水、结晶水、结构水、层间水、沸石水 。 5. 3L44L36L29PC属立方晶系、a=b=c，α=β=γ=90°。
6. 立方体，菱形十二面体，八面体。 7. ABAB……AB，2/3，八面体，Al2O3。 8. 铝离子替代硅氧四面体中的硅离子而形成的硅酸盐 铝离子位于硅氧四面体团外而形成的硅酸盐。
双重（二重）。
9． 可塑性、膨胀性、绸性、分散性、凝聚性、粘性、触变性、离子交换性。
10．1∶1，二八；2∶1，三八。 11．Al3+，架、层、链、环、岛，岛。
12．同质多像变体 ，结构。 13．撤销外力后，能否恢复原形状。
14．正，矿物。
15．二，正，0.01，1.609；1.606。
二．判断（正确的打√、错误的打╳ ） （10分）
1．√， 2．╳ ， 3． ╳， 4． ╳， 5． ╳， 6． ╳， 7． ╳， 8． ╳， 9． √， 10．╳
三．问答（20分）
1. 这种矿物为蒙脱石，判断依据：①晶形②差热曲线特征③实验数据。预测性质：硬度小、
比重低、发育解理、具离子交换性能和吸附性能。
4. 光路系统中只有下偏光。可观察晶体的形态、解理、颜色、多色性、吸收性、突起、
边缘（轮廓）、贝克线、糙面等，可根据突起、边缘（轮廓）、贝克线、糙面等现象测
定相邻的两种矿物之间相对折射率值的大小。
四．计算与简答（25分）
1. 在立方密堆积中，在立方密堆积中，第三层球堆积在八面体空隙的位置上，形成了ABC.
ABC……ABC的规律重复。
设立方体的边长＝a 四面体的边长＝ a
有：a＝4r 即a＝2r
每个单位立方面心中有四个球，球所占的体积＝4×4/3（πr3）
立方单位体积＝a3＝（2r）3
因此,K＝四个球的体积/立方单位体积＝74.05％
2. 钙钛矿的结构图
据鲍林规则有：S总＝SCa2＋＋STi4＋＝4×2/12＋2×4/6＝2，而O＝2
所以：S总＝O2－的电价，因此，符合鲍林规则。 3. MgO的（110）及（111）晶面上的原子排列图。
（110）晶面 （111）晶面
4.晶体场理论的要点如下：
①一个球形离子（过渡元素）在四面体场和八面体场中都要发生能级分裂。 ②在四面体场中，导致dxy、dxz、dyz三个轨道能量上升2/5Δt，同时造成了dx-y，d
z二个轨道能量下降3/5Δt。
③在八面体场中，导致dx-y，dz二个轨道能量上升3/5ΔO，同时造成了dxy、dxz、d
yz三个轨道能量下降2/5ΔO。
④一个过渡元素离子从d轨道未分裂的状态进入到八面体场中时，在能量上有所降低，
变得更加稳定。
⑤一个给定的过渡元素离子，在八面体结晶场中的稳定能总是大于四面体场中的稳定能。
八面体的择位能决定着离子优先进入八面体中的顺序和占位情况。
尖晶石B〔AB〕O4型结构中，B为3价阳离子，A为2价阳离子，此时，OSPE2＋>OSPE3＋，所以二价离子A 优先进入八面体空隙，面剩下的3价B离子，一半进入四面体空隙，另一
半进入八面体空隙，形成B〔AB〕O4反尖晶石型结构。
6． 石英具有典型的架状结构，其[SiO4]四面体的连接方式有如下几种:
（1） α— 石英
属六方晶系。结构特征为：C+扭曲
（2） α—磷石英
属六方晶系。结构特点为：P
（3） α—方石英
2
2
22
2
2
2－