课程概况
“结晶学及矿物学”课程是地质、资源、材料、珠宝等专业的专业基础课,应用面广。中国地质大学(武汉)的“结晶学及矿物学”课程历史悠久,是国家重点学科“矿物学、岩石学、矿床学”的主干课程,是国家精品课程、国家精品资源共享课程,其教材也是“十五”“十一五”“十二五”国家级规划教材。
“结晶学”以晶体为研究对象,主要研究的是晶体的宏观形态与微观结构的对称规律,这些对称规律构成了“晶体的对称理论”,这是一套逻辑严密、空间思维强的数学理论体系。所以结晶学具有理论性强、空间性强、抽象思维强的特点。
“矿物学”以矿物晶体(即由地质作用形成的天然晶体)为研究对象,主要研究的是矿物的成分、结构、形态、物理性质、成因。矿物学的研究内容比较具体、零散,要求感性认识与归纳分类。“矿物学”是地球科学的重要基础。
课程大纲
第一章 晶体及结晶学
一、晶体与空间格子
二、空间格子要素
三、晶体的基本性质
第一章 单元测试
第二章 晶体测量与投影
四、面角守恒定律与晶体测量
五、晶体的极射赤平投影
六、吴氏网的应用
实习一 晶体测量与投影
第二章 单元测试
第三章 晶体的宏观对称
七、晶体的宏观对称要素和对称操作
八、晶体的对称特点和晶体的对称定律
实习二 晶体的对称(一)
九、对称要素组合定理
十、对称型及其推导
十一、晶体的对称分类
实习三 晶体的对称(二)
第三章 单元测试
第四章 晶体定向与结晶符号
十二、晶体的定向
十三、对称型的国际符号
十四、晶面符号与晶棱符号
十五、整数定律与晶带定律
实习四 晶体定向、国际符号
第四章 单元测试
第五章 单形和聚形
十六、单形和聚形的概念
十七、单形的推导
十八、单形符号
十九、结晶单形与几何单形
二十、单形的分类
二十一、聚形分析
实习五 认识重点单形
实习六 等轴、四方晶系聚形分析
实习七 六方、三方晶系聚形分析
结晶学阶段讨论
实习八 低级晶族聚形分析
第五章 单元测试
第七章 晶体内部结构的微观对称
二十二、平行六面体的选择
二十三、平行六面体的大小、形状与格子类型
二十四、十四种布拉维格子
二十五、晶体内部结构的对称要素
二十六、空间群
二十七、等效点系
二十八、宏观与微观对称对比总结
实习九 晶体内部结构的对称要素
第七章 单元测试
第八章 晶体生长简介
二十九、晶体生长理论简介
三十、晶体生长实验方法
三十一、影响晶体生长形态的内因
第八章 单元测试
第九章 晶体的规则连生
三十二、平行连晶
三十三、双晶(孪晶)
三十四、浮生与交生
第九章 单元测试
第十章 晶体化学简介
三十五、等大球最紧密堆积原理
三十六、配位数与配位多面体
三十七、化学键与晶格类型
三十八、典型结构分析
三十九、类质同像
四十、同质多像
四十一、多型
四十二、有序-无序
实习十 典型结构分析
第十章 单元测试
第十一章 矿物及矿物学、 第十二章 矿物的化学成分
一、矿物及矿物学
二、元素的克拉克值及离子类型与矿物种类的关系
三、矿物化学成分变化的影响因素
四、矿物中的水
五、矿物的晶体化学式及其计算
第十一章 十二章 单元测试
第十三章 矿物的形态
六、矿物单晶体形态
七、矿物集合体形态
实习一 矿物的形态
第十三章单元测试
第十四章 矿物的物理性质(上)
八、矿物的颜色
九、矿物的条痕、光泽、透明度、发 光性
实习二 矿物的光学性质
第十四章 矿物的物理性质(下)
十、矿物的解理、裂开、断口
十一、矿物的硬度、脆性-延展性、弹性-挠性
十二、矿物的相对密度、磁性、压电性、热释电性
实习三 矿物的解理、裂开、断口
实习四 矿物的硬度、相对密度等
第十四章 单元测试
第十五章 矿物的成因
十三、形成矿物的地质作用
十四、矿物的成因信息
十五、矿物的变化
第十五章 单元测试
第十六章 矿物的鉴定和研究方法简介
十六、矿物的鉴定和研究方法简介
第十七章 矿物的分类和命名
十七、矿物的分类和命名
第十六、十七章 单元测试
第十八章 自然元素大类
十八、自然元素大类
第十八章 单元测试
第十九章 硫化物及类似化合物大类
十九、硫化物及类似化合物大类(1)
二十、硫化物及类似化合物大类(2)
实习五 自然元素与硫化物矿物
第十九章 单元测试
第二十章 氧化物和氢氧化物
二十一、氧化物和氢氧化物大类(1)
二十二、氧化物和氢氧化物大类(2)
二十三、氧化物和氢氧化物大类(3)
实习六 氧化物和氢氧化物矿物
第二十章 单元测试
第二十一章 含氧盐大类(一)硅酸盐类(上)
二十四、含氧盐大类硅酸盐类-概述(1)
二十五、含氧盐大类硅酸盐类-概述(2)
二十六、岛-环状硅酸盐亚类(1)
二十七、岛-环状硅酸盐亚类(2)
实习七 岛-环状硅酸盐矿物
第二十一章(上)单元测试
第二十一章 含氧盐大类(一)硅酸盐类(下)
二十八、链状硅酸盐亚类
二十九、层状硅酸盐亚类
三十、架状硅酸盐亚类
实习八 链状硅酸盐矿物
实习九 层状硅酸盐矿物
实习十 架状硅酸盐矿物
第二十一章(下) 单元测试
第二十二章 含氧盐大类(二)碳酸盐类、硫酸盐类等
三十一、含氧盐大类-碳酸盐类
三十二、含氧盐大类-硫酸盐类
三十三、含氧盐大类-磷酸盐类、钨酸盐类、硼酸盐类
第二十三章 卤化物大类
三十四、卤化物大类
实习十一 其他含氧盐与卤化物矿物
第二十二章、第二十三章 单元测试
预备知识
数学中的立体几何、解析几何、三角函数等;化学中的原子、离子的性质、化学键及其与物理性质的关系等;物理学中的光学、力学性质的基本概念等。
参考资料
教材:赵珊茸主编,《结晶学及矿物学》(第二版、第三版),北京:高等教育出版社,2011,2017
赵珊茸主编,《结晶学及矿物学实习指导》,北京:高等教育出版社,2011
参考书:
1. 何涌,雷新荣编著. 《结晶化学》. 北京:化学工业出版社,2008
2. 秦善主编. 《晶体学基础》. 北京:北京大学出版社,2004
3. 罗谷风编.《结晶学导论(第三版)》. 北京:地质出版社,2015
4. 李胜荣主编. 《结晶学与矿物学》. 北京:地质出版社,2008
5. 秦善编著. 《结构矿物学》. 北京:北京大学出版社,2010
6. 秦善, 王长秋. 《矿物学基础》. 北京:北京大学出版社,2006
7.刘显凡、孙传敏. 《矿物学简明教程(第二版)》北京:地质出版社,2010
8.赵珊茸.《简明矿物学》.武汉:中国地质大学出版社,2014
9.赵珊茸,谭希原.《晶体魔方》.武汉:中国地质大学出版社,2013
10. Putnis. A., Introduction to mineral sciences. Cambridge: Cambridge University Press, 1992.
11. Hibbard M. J., Mineralogy---A Geologist’s Point of View, New York: McGraw-Hill Higher Education, 2002.