- •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
5.4 Практические рекомендации по определению кристаллографических символов
Практические рекомендации по определению кристаллографических символов заключаются в следующем:
1. Символ единичной грани, если она пересекает все три координатные оси, (111), независимо от того, какие отрезки – равные или неравные отсекает она по этим осям. В этом легко убедится, подставив в общую формулу вместо ОАx , ОВx, ОСx ее параметры ОА1,ОВ1, ОС1.
Доказательство:
Символ грани АxВxСx (111)
2. Если грань, в том числе единичная, параллельна одной или двум координатным осям, то индекс, соответствующий данным осям, равен нулю. Пусть грань параллельна оси x и y, т. е.
Символ грани (001)
3. Для определения символа грани кристалла кубической сингонии достаточно измерить ее отрезки, которые отсекает эта грань по координатным осям, и взять величины им обратные, т.к. ОА1=ОВ1= ОС1.Тогда
Индексы некоторых простых форм кубической сингонии:
гексаэдр{100}, октаэдр{111}, тетраэдр{111}, ромбододекаэдр {110}, пентагондодекаэдр {hk0}, тетрагексаэдр {hk0}, гексаоктаэдр {hkl}
4. В тетрагональной сингонии ОА1= ОВ1≠ ОС1, поэтому общая формула принимает вид
В случае вертикальных граней, т.е. при ОСx= ∞
Индексы некоторых простых форм тетрагональной сингонии:
пинакоид {001}, моноэдр {001}{001}, тетрагональные призмы {100},{110},{hk0}, тетрагональные пирамиды и дипирамиды {111}, {101}, {h0l}, {hhl}, {hkl}.
5. В триклинной, моноклинной и ромбической сингониях часто реальная единичная грань, пресекающая все три координатные оси, отсутствует. В указанных сингониях чаще всего используются индексы .
Рисунок 5.4 - Символы граней и простых форм прямоугольного параллелепипеда (ромбическая сингония)
Индексы некоторых простых форм низшей категории:
Ромбические призмы и диэдры {110}, {101}, {011}, {h0l}, {0kl}, ромбические пирамиды и дипирамиды {111}, {hkl}.
За единичную грань в тригональных и гексагональных кристаллах принимают такую грань, которая отсекает равные отрезки на двух горизонтальных осях, и неравный - по оси Z.
Возможны два случая установки:
1) Грань, отсекающая равные отрезки на двух соседних осях, образующих друг с другом угол 60°, проходит параллельно третьей (рис.5.5а).
Рисунок 5.5 – Варианты установки кристаллов тригональных и гексагональных сингоний
2) Грань, отсекающая равные отрезки на двух горизонтальных осях, образующих угол 120° и пересекает третью ось (рис. 5.5б). Отрезок по последней оси вдвое короче отрезков по двум другим осям.
Важно заметить, что алгебраическая сумма первых трех индексов всегда равна нулю. Из четырех индексов грани третий і не является независимым и определяется первым двумя і = - (h+ k).
Для примера обозначения граней кристаллов с помощью символов вернемся к рис.5.1. Согласно правилу установки (табл.5.1), ось z выбираем вдоль L4. оси x, y в случае а) – по осям L2,проходящим через середины ребер кристалла; в случае б) – по осям L2, проходящим через середины граней. Тогда единичная грань дипирамиды и в том, и в другом случае отсекает на двух горизонтальных осях равные масштабные отрезки и неравный отрезок по третьей оси.
1.Установка кристалла в случае (а)
Дипирамида: индексы граней - (111),( 11),( 1),(1 1),(11 ),( ),(1 ),( ); обобщенный символ простой формы {111}.
Призма: индексы граней (110), ( 10), ( 0), (1 0); обобщенный символ простой формы{110}.
2. Установка кристалла в случае (б)
Дипирамида: Индексы граней и символ простой формы аналогично (а).
Призма: индексы граней (100), (010), ( 00), (0 0); обобщенный символ простой формы призмы{100}.
Приведенные символы дают ясное представление о неодинаковом расположении граней на обоих кристаллах.