- •Кристаллография и минералогия
- •Для студентов высших учебных заведений
- •Предисловие
- •Содержание
- •Введение
- •Основы кристаллографии
- •Глава 1. Аморфные и кристаллические вещества
- •Историческая справка о развитии геолого-минералогических наук. Закон Стенона
- •1.3 Аморфные и кристаллические вещества
- •1.4 Основные свойства кристаллов
- •Глава 2. Зарождение и рост кристаллов
- •2.1 Пути образования кристаллов
- •2.2 Выращивание кристаллов из растворов
- •Факторы, влияющие на облик кристаллов
- •Практическое значение кристаллизации растворов в технологии силикатов
- •2.5 Кристаллизация из расплавов и стекол
- •2.6. Промышленные методы выращивания кристаллов
- •Глава 3. Симметрия кристаллов и их классификация
- •3.1 Элементы симметрии
- •Р исунок 3.1 - Центр симметрии
- •3.2 Взаимодействие между элементами симметрии в кристалле
- •3.3 Классификация кристаллов
- •Глава 4. Простые формы и их комбинации в кристаллах различных сингоний
- •4.1 Распределение простых форм по сингониям и категориям
- •Расшифровка комбинированных форм
- •Глава 5. Установка кристаллов. Определение индексов граней
- •5.1 Понятие о кристаллографических символах
- •Установка кристаллов
- •5.3 Закон Гаюи
- •5.4 Практические рекомендации по определению кристаллографических символов
- •Глава 6. Стереографические проекции кристаллов
- •6.1 Принципы стереографического проектирования
- •6.2 Проектирование элементов симметрии кристаллов
- •Глава 7. Изучение пространственной решетки
- •7.1 Решетки Браве
- •7.2 Определение формульной единицы
- •7.3 Координационные числа и координационные многогранники
- •Глава 8. Плотнейшие упаковки
- •8.1 Понятие о кристаллохимическом радиусе
- •8.2 Виды плотнейших упаковок в структурах
- •8.3 Доля заполненных пустот
- •Глава 9. Типы физико-химических связей в кристаллах
- •9.1 Типы кристаллических структур
- •9.2 Металлический тип связи
- •9.3 Ионная или гетерополярная связь
- •9.4 Ковалентная (гомеополярная) или атомная связь
- •9.6 Водородная связь
- •9.7 Явление поляризации в кристаллических телах
- •Глава 10. Полиморфизм, изоморфизм
- •10.1 Определение полиморфизма, его типы
- •10.2 Примеры полиморфных переходов
- •10.3. Полиморфные превращения в системе SiO2
- •10.4 Понятие об изоморфизме
- •10.5 Виды изоморфизма
- •Глава 11. Главнейшие типы кристаллических структур
- •11.1 Способы моделирования кристаллов. Метод координационных полиэдров
- •11.2 Понятие о структурном типе
- •11.3 Примеры основных структурных типов
- •Тема 12. Кремнекислородные структуры
- •12.1 Особенности строения силикатов
- •12.2 Состав силикатов в виде структурных формул
- •12.3 Классификация силикатов по типу кремнекислородных группировок (радикалов, мотивов)
- •12.4 Особенности структур кварца, тридимита, кристобалита
- •Глава 13. Дефекты кристаллической решетки
- •13.1 Классификация дефектов кристаллической решетки
- •13.2 Нульмерные (точечные) дефекты
- •13.3 Линейные дефекты
- •13.4 Свойства дислокации
- •13.5 Влияние дислокации на скорость роста кристаллов
- •Минералогия
- •Глава 14. Минералогия. Свойства минералов
- •14.1 Наука «минералогия» и объекты ее исследования. Написание формул минералов
- •14.2 Морфология минералов
- •14.3 Явление двойникования и эпитаксии в реальных кристаллах
- •14.4 Физико-химические свойства минералов
- •Тема 15. Геологические процессы образования минералов
- •15.1. Классификация минералов и горных пород по генезису
- •15.2.Эндогенные процессы образования минералов и пород
- •15.3 Экзогенные процессы минералообразования
- •15.4 Метаморфические процессы минералообразования
- •Глава 16. Классификация минералов. Особенности различных классов минералов
- •16.1 Классификация минералов по с.Д. Четверикову
- •16.2 Класс самородных элементов
- •16.3 Сульфиды. Сульфаты
- •16.4 Галоидные соединения. Бораты. Фосфаты
- •16.5 Карбонаты. Нитраты
- •16.6 Оксиды и гидроксиды
- •Глава 17. Силикаты
- •Основные сведения о силикатах
- •17.2 Островные силикаты
- •17.3 Цепочечные и ленточные силикаты
- •17.4 Слоистые силикаты
- •17.5 Каркасные силикаты
- •Литература
Расшифровка комбинированных форм
Комбинация – совокупность простых форм, связанных между собой комплексом элементов симметрии (за исключением комбинации примитивного вида триклинной сингонии, в котором элементы симметрии отсутствуют).
Среди комбинаций выделяют простые, которые состоят из одного вида простых форм, и сложные – состоящие из различных простых форм (рис.4.3). На рисунке 4.3 кристалл а представляет собой пример комбинации тетрагональной пирамиды (1) и моноэдра (2), кристалл б – гексаэдра (1) и тетрагексаэдра (2), а кристалл в – комбинацию восьми моноэдров (1-8)
Рисунок 4.3 – Примеры комбинаций в кристаллах
Однако необходимо помнить, что внешняя форма граней отдельных простых форм в комбинациях с другими простыми формами значительно отличаются от внешней формы граней отдельных простых форм в идеальном виде. Так, внешняя форма такой простой формы, как октаэдр, в идеальном виде имеет форму равностороннего треугольника; в комбинации с гексаэдром - имеет форму шестиугольника.
При расшифровке комбинированной формы рекомендуется нижеприведенный порядок:
определить формулу симметрии;
определить сингонию;
установить количество сортов граней (к одному сорту относятся грани одинаковой формы и размеров) и количество граней относящихся к одному сорту;
мысленно все грани одного сорта отделить от остальных, продлить их до пересечения друг с другом и воссоздать первоначальную простую форму;
аналогичные действия провести с гранями всех сортов.
При расшифровке комбинированных форм всегда работает правило: сколько сортов граней, столько простых форм. Исключения могут встречаться в моноклинной сингонии в классе L2PC, где ось L2 не объединяет 4 одинаковые грани в ромбическую призму, поэтому их разбивают на два диэдра.
Кроме того, следует обязательно учитывать распределение простых форм по сингониям. И, если установлена сингония, например, кубическая, то простые формы в данной комбинированной форме могут иметь названия только из набора 15 простых форм кубической сингонии!
При расшифровке комбинированных форм средней категории следует пользоваться данными табл. 4.1. В этих формах в виде исключения могут встречаться такие простые формы триклинной сингонии как моноэдр и пинакоид. Кроме того тригональная и гексагональная сингонии являются родственными. Поэтому тригональные простые формы могут встречаться в гексагональной сингонии и наоборот.
Глава 5. Установка кристаллов. Определение индексов граней
5.1 Понятие о кристаллографических символах
Сведения о сингонии, категории, виде симметрии, числе и названиях простых форм кристаллов не дают еще полного представления о кристаллических многогранниках. Так, кристаллы циркона ZrSiO4 из разных месторождений имеют одинаковые описания (рис. 5.1):
|
Кристаллографическая формула L44L25PC Класс симметрии 15 Сингония тетрагональная Категория средняя Число простых форм 2 Названия простых форм тетрагональная призма тетрагональная дипирамида |
Рисунок 5.1 – Кристаллы циркона разных месторождений
Однако, несмотря на тождественность описаний, внешний облик кристаллов различен: на левом кристалле грани дипирамиды лежат точно над и под гранями призмы, а на правом кристалле грани дипирамиды находятся над и под ребрами призмы.
Поэтому к характеристикам кристалла еще необходимо добавить точные сведения о взаимном расположении граней в пространстве.
С этой целью применяют кристаллографические символы, которые дают возможность определить расположение граней относительно так называемых кристаллографических осей и единичной грани, которые выбираются по определенным правилам. При чем кристаллографические системы координат зависят от симметрии кристалла, изменяются по сингониям и располагаются либо по осям симметрии, либо по нормалям к плоскостям симметрии, либо (если нет ни первого ни второго) по ребрам кристаллического многогранника. Единичная грань выбирается таким образом, чтобы она пересекала либо все координатные оси, либо максимальное их число.