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宝石的结晶学基础
2006/10/15 , by 珠宝实验室 , From 本站整理
一.晶体与非晶体
晶体是具格子构造的固体,即晶体内部的质点(原子、离子或分子)作规则排列,且这种排列在三度全间作周期性重复。如:石盐、冰、钻石、红宝石等。

图1-1 萤石、金刚石、石盐晶体结构
非晶体的内部质点不作规则排列,因而不具格子构造,如玻璃、水、蛋白石等。
二.晶体的对称
晶体是具有对称性的,这表现在晶体中相等的晶面、晶棱和角顶有规律的重复出现。如钻石的八面体、石榴子石的菱形十二面体晶形。
使晶体中相同的部分重复而进行的操作称对称操作。进行对称操作所借助的几何要素(点、线、面)称为对称要素,包括对称面、对称轴和对称中心。
对称面(P):一个假想的平面,它把晶体平分为互为镜像的两个相等部分。(如图1-2)

图1-2 立方体的九个对称面
(a)垂直晶面、通过晶棱中点,并彼此互相垂直的三个对称面;
(b)包含一对晶棱,垂直并斜切晶面的六个对称面。
对称轴(Ln):
通过晶体中心的一条假想直线,晶体围绕它旋转一定角度后,晶体的相等部分重复出现,当晶体围绕它旋转一周时,晶体上相等部分重复出现的次数,称轴次(n)。在晶体中可能出现的有意义的对称轴有二次对称辆L2、三次对称轴L3、四次对称轴L4和六次对称轴L6。没有五次轴及高于六次的对称轴。(如图1-3)

图1-3 晶体的对称轴L2、L3、L4和L6
轴次高于二次的对称轴,称为高次轴。
对称中心:对称中心是晶体内部一个假想的点,通过这一点的直线两端等距离的地方有晶体上相等的部分。(如图1-4)

图1-4 对称中心C A与A1、B与B1为对应点
旋转反伸轴(Lin):旋转反伸轴是晶体中一根假想直线,晶体围绕此直线旋转一定角度后,再对此直线上的一个点进行反伸,可使晶体上相等的部分重复。i为反伸之意,n为轴次,n可为1、2、3、4、6(如图1-5所示),晶面ABD绕Li4旋转90度到达A′B′D′位置,再经Li4上的一点C的反伸,与旋转前的一个晶面DEA重合。
一个结晶多面体中全部对称要素的总合,称为该结晶多面体的对称型。

图1-5 旋转反伸轴
三.晶体的分类
晶体按其对称型中有无高次对称轴及高次轴的多少分为三个晶族:
低级晶族 无高次轴,如L2PC
中级晶族 只有一个高次轴,如L44L25PC
高级晶族 有数个高次轴,如3L44L36L29PC
每一晶族又按其对称特点划分晶系,各晶系的名称及对称特点如表1-1。
表1-1 晶系的划分及各晶系的对称特点
晶族名称 晶系名称 对称特点
低级晶族 :
三斜晶系 无对称面,无对称轴
单斜晶系 L2或P不多于1
斜方晶系 L2或P多于1
中级晶族 :
四方晶系 有一个L4或Li4
三方晶系 有一个L3
六方晶系 有一个L6或Li6
高级晶族 :
等轴晶系 有4个L3
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晶体是具格子构造的固体,即晶体内部的质点(原子、离子或分子)作规则排列,且这种排列在三度全间作周期性重复。如:石盐、冰、钻石、红宝石等。

图1-1 萤石、金刚石、石盐晶体结构
非晶体的内部质点不作规则排列,因而不具格子构造,如玻璃、水、蛋白石等。
二.晶体的对称
晶体是具有对称性的,这表现在晶体中相等的晶面、晶棱和角顶有规律的重复出现。如钻石的八面体、石榴子石的菱形十二面体晶形。
使晶体中相同的部分重复而进行的操作称对称操作。进行对称操作所借助的几何要素(点、线、面)称为对称要素,包括对称面、对称轴和对称中心。
对称面(P):一个假想的平面,它把晶体平分为互为镜像的两个相等部分。(如图1-2)

图1-2 立方体的九个对称面
(a)垂直晶面、通过晶棱中点,并彼此互相垂直的三个对称面;
(b)包含一对晶棱,垂直并斜切晶面的六个对称面。
对称轴(Ln):
通过晶体中心的一条假想直线,晶体围绕它旋转一定角度后,晶体的相等部分重复出现,当晶体围绕它旋转一周时,晶体上相等部分重复出现的次数,称轴次(n)。在晶体中可能出现的有意义的对称轴有二次对称辆L2、三次对称轴L3、四次对称轴L4和六次对称轴L6。没有五次轴及高于六次的对称轴。(如图1-3)

图1-3 晶体的对称轴L2、L3、L4和L6
轴次高于二次的对称轴,称为高次轴。
对称中心:对称中心是晶体内部一个假想的点,通过这一点的直线两端等距离的地方有晶体上相等的部分。(如图1-4)

图1-4 对称中心C A与A1、B与B1为对应点
旋转反伸轴(Lin):旋转反伸轴是晶体中一根假想直线,晶体围绕此直线旋转一定角度后,再对此直线上的一个点进行反伸,可使晶体上相等的部分重复。i为反伸之意,n为轴次,n可为1、2、3、4、6(如图1-5所示),晶面ABD绕Li4旋转90度到达A′B′D′位置,再经Li4上的一点C的反伸,与旋转前的一个晶面DEA重合。
一个结晶多面体中全部对称要素的总合,称为该结晶多面体的对称型。

图1-5 旋转反伸轴
三.晶体的分类
晶体按其对称型中有无高次对称轴及高次轴的多少分为三个晶族:
低级晶族 无高次轴,如L2PC
中级晶族 只有一个高次轴,如L44L25PC
高级晶族 有数个高次轴,如3L44L36L29PC
每一晶族又按其对称特点划分晶系,各晶系的名称及对称特点如表1-1。
表1-1 晶系的划分及各晶系的对称特点
晶族名称 晶系名称 对称特点
低级晶族 :
三斜晶系 无对称面,无对称轴
单斜晶系 L2或P不多于1
斜方晶系 L2或P多于1
中级晶族 :
四方晶系 有一个L4或Li4
三方晶系 有一个L3
六方晶系 有一个L6或Li6
高级晶族 :
等轴晶系 有4个L3

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