矿石学实验指导书ebxp.docx
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1、矿石学学实验验指导书书宾晓蓓编编院系:资资源与环环境工程程学院专业:矿矿物加工工工程 武汉理工工大学二00五五年三月月实验一晶晶体的宏宏观对称称一、目的的要求1、 学会在晶晶体模型型上找对对称要素素的方法法,建立立晶体宏宏观对称称的概念念。2、 掌握各晶晶体的对对称特点点二、原理理晶体对称称性原理理三、实验验用具或或模型木制晶体体模型:0011、2001(2022)、1661(1162)、1121(1122)、051(053)、034、093(094)、8、28、38、45四、实验验内容找出各晶晶体模型型上的全全部对称称要素(CC、P、LLn、Li4、Li6),组组合成对对称型,然然后根据据对
2、称型型确定该该模型所所属的晶晶系,晶晶族。五、实验验方法及及步骤找晶体模模型的对对称要素素时,首首先应找找对称轴轴,其次次找对称称面,最最后是对对称心。(一)找找对称轴轴(L)以先找高高次轴,再再找低次次轴的次次序进行行。1晶体体上可以以出现一一个或数数个相同同或不同同轴次的的对称轴轴,但不可可能存在在五次或或高于六六次的对对称轴;2对称轴轴可能是是两对应角角顶两对应面面心两对应晶晶棱中点点角顶与面面心棱中点与与面心的连线3操作作方法:绕上述述连线旋旋转3660,观察察晶体上上相同部部分重复复出现的的次数,即为为对称轴轴的轴次次;4旋转转反伸轴轴:一般般只考虑虑Li4和Li6。Li4是是一个独
3、独立的复复合对称称要素,不不能用其其它对称称要素的的组合来来代替。Li4包含一个L2,且垂直L2方向无对称面P则此L2即为Li4。有Li4时它包含的L2不再写入对称型中。Li6等等效于LL3P(PL3)的组合合,但因因它在对对称分类类中具有有特殊意意义,故故需用LLi6而不用用L3P。5操作作:晶体体绕旋转转反伸轴轴旋转一一定角度度后,再再对轴上上一点进进行反伸伸,可使使相等部部分重复复。(二)找找对称面面(P)1晶体体可有也也可没有有对称面面,最多多可有99个对称面面。2对称面面可以是是垂直并平平分晶面面垂直晶棱棱并通过过它的中中点包含晶棱棱的平面3操作作:若某某平面将将晶体平平分为了了互为
4、镜镜像的两两个相等等部分,则则此平面面即为一一个对称称面。(三)找找对称中中心C1晶体体只有一一个C或或没有CC;2若晶晶体上有有两两相相互平行行、同形形等大、方方向相反反的对应应晶面则则该晶体体有C,反反之则无无C;3操作作:用反反伸对称称操作。将将模型放放在桌面面上,若若观察到到上面的的晶面与与接触桌桌面的晶晶面反向向平行、同同形等大大,则晶晶体上的的所有对对应晶面面必定两两两反向向平行、同同形等大大,此晶晶体就有有对称中中心,否否则无。(四)确确定晶体体的对称称型 根据上上述方法法将所有有对称要要素找到到后,依依次写出出对称轴轴(轴次次由高到到低) 对称面面 对称称中心,即即为该晶晶体的
5、对对称型。将将结果与与晶体体分类简简表中中32种种对称型型对照,若若由不符符则需检检查对称称要素有有无遗漏漏或重复复,直至至与其中中的一种种吻合。(五)确确定晶体体所属晶晶族和晶晶系 根据晶晶体对称称型中高高次轴的的有无和和多少,确确定晶体体所属晶晶族;再再根据对对称轴的的轴次及及数量确确定它所所属的晶晶系(各各晶系对对称特点点见晶晶体分类类简表)。实验二四四十七种种单形一、目的的要求 认识晶晶体的447种单单形,掌掌握各晶晶族主要要单形的的特点。二、原理理 晶体的的形态理理论。三、实验验用具及及模型 四十七七种单形形的木制制模型。四、实验验内容及及方法1定义义:单形形是由所所有对称称要素联联
6、系起来来的一组组晶面的的总和。同同一单形形的所有有晶面同同形等大大。 2对照图图标按晶晶族逐一一认识四四十七种种单形。对对一个单单形的描描述要注注意它的的几何外外形,晶晶面形状状、数目目、相互互关系,晶晶面与对对称要素素间的相相对位置置以及单单形的横横切面形形状等。 3对比下下列相似似单形之之异同 (11)斜方方柱、四四方柱、立立方体; (22)复三三方柱与与六方柱柱; (33)三方方双锥、菱菱面体、三三方偏方方面体; (44)复三三方双锥锥、三方方偏方面面体、六六方双锥锥; (55)斜方方双锥、四四方双锥锥、八面面体; (66)斜方方四面体体、四方方四面体体、四面面体; (77)菱形形十二面
7、面体、五五角十二二面体; (88)三角角三八面面体、四四角三八八面体、五五角三八八面体、偏偏方复十十二面体体; (99)四六六面体与与六四面面体。五、实验验报告要要求 将实验验结果填填入实实验报告告表中中,要求求完成十十二个模模型。六、举例例 见实实验报告告。七、注意意事项爱护模型型,不在在模型上上涂写。实验三 聚聚形分析析一、目的的要求学会聚形形分析的的基本方方法二、原理理单形聚合合规律三、实验验用具及及模型木制聚形形模型,其其编号为为:2001(2202)、1661(1162)、1122(1121)、0051(0054)、0034、0094(0093)、0001(0018)。四、实验验内容
8、及及方法1定义义:两个个或两个个以上的的单形按按一定规规律的聚聚合称为为聚形。只只有对称称型相同同的单形形才能相相聚。2分析析步骤(1)找找出各聚聚形的全全部对称称要素,确确定其对对称型,进进而确定定它所属属的晶族族、晶系系;(2)将将模型中中同形等等大的晶晶面归为为一种单单形,据据此确定定组成该该聚形的的单形数数目;(3)确确定单形形名称同一单单形的晶晶面若不不直接相相交,先先想象将将其延展展后相交交(想象象其它单单形的晶晶面不存存在),然然后根据据相交后后的形态态特点确确定单形形名称。在在名称后后面用括括号标明明该单形形的晶面面数目;根据每每个单形形的晶面面数目,晶晶面间的的相对位位置以及
9、及晶面与与对称要要素间的的关系,确确定单形形的名称称;注意单单形在各各晶系中中的分布布,以防防定错。五、实验验报告要要求将实验结结果填入入实验验报告的的表中,要要求完成成八个模模型。六、举例例见实验验报告。七、注意意事项爱护模型型,不得得在模型型上涂写写。晶体分类类简表序号对称型种种类对称特点点晶族晶系12L1C无L2,无无P低级晶族无高次轴三斜345L2PL2PCCL2或PP不多于于一个单斜6783L2L22PP3L233PCL2或PP多于一一个,但但无高次次轴斜方9101112131415L4L44LL2L4PCCL44PPL44LL25PCCLi4Li422L22P有一个LL4或Li4中
10、级晶族只有一个高次轴四方1617181920L3L33LL2L33PPL3CL33LL23PCC有一个LL3三方21222324252627Li6Li633L23PL6L66LL2L6PCCL66PPL66LL27PCC有一个LL6或Li6六方28293031323L244L33L244L33PCC3Li444L36P3L444L366L23L444L36L29PCC有四个LL3高 数级 个晶 高轴 次有 轴等轴实验四 晶体定定向和晶晶面符号号一、目的的要求1掌握握各晶系系晶体定定向的原原则和方方法;2学会会确定米米氏符号号和单形形符号。二、原理理整数定律律、晶体体常数和和晶体定定向原则则。三
11、、实验验用具及及模型木制晶体体形态模模型。编编号为:0011、1662(1161)、0334、1121(1122)、0094(0093)、0019、2202(2201)、0051(0053)。四、实验验内容 对所给给模型进进行晶体体定向,确确定各晶晶面的米米氏符号号和各单单形的单单形符号号。五、实验验方法及及步骤(一)晶晶体定向向步骤1写出出各晶体体模型的的对称型型,并确确定它所所属的晶晶族、晶晶系(方方法见实实验一);2按各各晶系晶晶体定向向的原则则确定坐坐标轴方方向。三三方晶系系、六方方晶系一一般用四四轴定向向,其余余各晶系系则用三三轴定向向。3各晶晶系的定定向原则则如下表表所示(见见下一
12、页页)(1)三三轴定向向为: (hhkl)(2)四轴定定向为: (hkiil)hX轴轴指数kkY轴轴指数lZ轴轴指数iiU轴轴指数(二)确确定晶面面符号1米氏氏符号的的含义是是:晶面面在结晶晶轴上的的截距系系数的倒倒数比;2米氏氏符号的的表示方方法:将将晶面截截距系数数的倒数数比化简简为简单单整数后后用 ( )括起来即为该晶面的米氏符号;3确定定米氏符符号须遵遵循的规规律(1)晶晶面与三三晶轴相相交,若若截距系系数相等等,则晶晶面符号号为(1111)。如如果三晶晶轴的轴轴单位相相等(aa=b=c),则晶面面截三轴轴的截距距相等;如果轴轴单位不不等,晶晶面截三三轴的截截距也不不等。但但只要截截距
13、系数数相等,晶晶面符号号就是(1111);晶系晶系常数数结晶轴的的选择结晶轴的的安置等轴a=b=c9000以相互垂垂直的三三个L44、Li4、L2为X、YY、Z轴轴。Z轴直立立X轴前后后水平Y轴左右右水平四方a=bc9000以L4、LLi4为Z轴轴,两个个相互垂垂直的LL2或P的的法线为为X、Y轴。斜方abc9000以相互垂垂直的三三个L22为X、YY、Z轴轴,在LL22PC对对称型中中以L22为Z轴轴,两个个P的法法线为XX、Y轴轴。单斜abc90009000以L2或或P的法法线为YY轴,垂垂直Y轴轴的两主主要晶棱棱方向为为X、ZZ轴。Z轴直立立;X轴轴前后,正正端前倾倾;Y轴轴左右水水平三
14、斜abc900以不在同同一平面面内的三三个主要要晶棱方方向为XX、Y、ZZ轴。Z轴直立立;Y轴轴左右,向向右倾;X轴大大致前后后,向前前倾六方和三 方方a=bc900012200以唯一的的L6、Li6、L3为Z轴轴,以互互为6000交角的的三个LL2或P的的法线(或晶棱棱)方向向为X、YY、U轴轴。Z轴直立立;Y轴轴左右水水平;XX轴水平平前偏左左30;U轴轴水平前前偏右330(2)晶晶面平行行晶轴时时,对应应晶轴的的晶面指指数为00,如(0001)、(0010)、(1100);(3)晶晶面与轴轴相交于于负端时时,其对对应轴指指数上方方要加负负号,如如(111)、(hhkl);(4)晶晶面指数
15、数相等,而而符号相相反的两两晶面必必定相互互平行,如如(3221)和(3321);(5)晶晶面与轴轴不能相相交时,可想象延长相交;(6)晶晶面指数数不能用用数字表表示时,可可用字母母表示,如如(hkkl)、(hhkill);由由下列情情况:a若两两个指数数相等,可可用相同同字母表表示,如如(hhhl)、(hhkk);b若三三个指数数相等,则则写成(1111);c若一一指数为为零,另另两指数数相等,则则写成(1110)等等;d若两两指数为为零,则则另一指指数不为为零可写写为1,如如(0110)、(1100)、(0001);(7)一个晶晶面符合合中,不不能字母母和阿拉拉伯数字字混用(零零除外);例
16、如不不能写(hh02),而而应写为为(h001);(8)晶晶体上各各个晶面面的符号号一般按按前后、左左右、上上下的顺顺序书写写,以便便查对;(9)晶晶体若为为聚形,则则按单形形分别一一一列出出它们的的晶面符符号;(10)聚形中中同名称称单形若若有几个个时,应应加绘晶晶面的形形状以示示区别。(三)确确定单形形符号 1单形符符号:在在单行中中选择一一个代表表晶面,把把该晶面面的符号号用 括起起来,代代表一种种单形,则则该符号号即为单单形符号号。 2单形符符号的形形式为hkll、hkiil. 3确定单单形符号号的原则则 (11)总原原则:选选择正指指数最多多的晶面面,至少少1要为为正; (22)具体
17、体规则:高级晶晶族按先先前、次次右、后后上的原原则选择择代表晶晶面; 中低低级晶族族遵循先先上、次次前、后后右的原原则; (33)前、右右、上的的标准: 三轴轴定向中中,以XX、Y、ZZ轴正端端所指方方向为前前、右、上上; 四周周定向中中以X轴轴正端与与U轴负负端的角角平分线线方向为为前,YY、Z轴轴正端方方向为右右、上。六、实验验报告要要求将实验结结果填在在实验验报告的的表中。七、举例例见实验验报告。八、注意意事项爱护模型型,不得得在其上上乱涂画画。 实验五矿矿物的形形态及物物理性质质一、目的的要求1学习习矿物分分类2学会会肉眼鉴鉴定矿物物的基本本方法3初步步了解矿矿物的基基本物理理性质与与
18、晶体结结构的关关系。二、实验验用具及及标本1小刀刀、放大大镜、条条痕板、磁磁铁、摩摩氏硬度度计、盐盐酸;2矿物物标本若若干。三、实验验内容及及方法(一)参参照矿物物晶体化化学分类类表,掌掌握矿物物有哪些些基本类类型:矿物晶体体化学分分类:第一大类类:自然然元素类类,如石石墨、自自然铜;第二大类类:硫化化物类含含硫盐及及类似化化合物,如如辉铜矿矿;第三大类类:氧化化物及氢氢氧化物物类,如如磁铁矿矿;第四大类类:卤化化物,如如萤石;第五大类类:含氧氧盐类:第一类:碳酸盐盐类,如如方解石石;第二类:硫酸盐盐类,如如重晶石石;第三类:钨酸盐盐类,如如磷灰石石;第四类:磷酸盐盐类,如如磷灰石石;第五类:
19、硅酸盐盐类: 第一一亚类:岛状硅硅酸盐,如如锆英石石; 第第二亚类类:环状状硅酸盐盐,如绿绿柱石; 第第三亚类类:链状状硅酸盐盐,如辉辉石; 第第四亚类类:层状状硅酸盐盐,如云云母; 第第五亚类类:架状状硅酸盐盐,如长长石。(二)观观察并描描述矿物物以下几几方面的的物理特特征,并并据此对对矿物作作出初步步鉴定:1矿物物形态的的描述。单体形形态一向伸长长柱状状、棒状状、针状状、例绿绿柱石、电电气石、水水晶。两向延展展片状状、板状状、鳞片片状、例例云母、石石膏。三向等长长粒状状。例石石榴子石石、黄铁铁矿。连生体体形态平行连生生:例明明矾石双晶:接接触双晶晶、穿插插双晶集合体体形态A显晶晶质合体体:
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