结晶学
1万+ 人选课
更新日期:2025/04/30
开课时间2025/02/25 - 2025/06/15
课程周期16 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

结晶学的研究内容包括晶体的宏观形态、化学组成、内部结构、物理性质、生成和变化,以及它们之间的相互关系,其分支学科包括几何结晶学、晶体化学、晶体结构学、晶体物理学和晶体生长学等。


本课程重点介绍几何结晶学的有关内容,还将介绍部分晶体化学、晶体结构学以及晶体生长学的基本知识。


通过本课程,学习者将系统掌握结晶学的基础理论、基本知识和基本技能,能够分析晶体宏观形态的对称性、进行晶体定向和确定晶面符号、单形符号及名称,熟悉晶体微观结构的对称规律和晶体化学的基本原理,理解晶体宏观对称、微观对称与晶体形态、物理化学性质的相互关系,能用所学理论知识分析和解释矿物学的有关现象。


本课程的学习将为地球科学中的矿物学、晶体光学、岩石学、矿床学、地球化学等课程打下坚实的理论基础,同时也可以为诸如宝石学、结构化学、固体物理学、材料学、冶金学,甚至生物学等多个学科提供重要的专业基础。


结晶学具有空间性强、逻辑性强、实践性强的特点,需要运用数学、物理和化学的有关知识才能有效理解和分析晶体问题,并需要通过大量实践操作才能达到对结晶学知识的掌握和应用。

课程大纲

第一章 晶体及其基本性质

§1.1 什么是结晶学?

§1.2 晶体、非晶体与准晶体

§1.3 空间格子

§1.4 晶体的基本性质

找一找身边的晶体

第一章 单元测试

第二章 晶体生长的基本规律

§2.1 晶体的形成方式

§2.2 晶体的生长

§2.3 晶面的发育

§2.4 影响晶体生长的外部因素

第二章 单元测试

第三章 晶体的测量与投影

§3.1 面角守恒定律与晶体的测量

§3.2 晶体的球面投影与坐标

§3.3 晶体的极射赤平投影

§3.4 吴氏网及其应用

实习一 晶体的投影与测量

第三章 单元测试

第四章 晶体形态的宏观对称

§4.1 晶体对称的概念与特点

§4.2 宏观对称要素和对称操作

实习二:晶体的宏观对称(一)

§4.3 对称要素组合定理

§4.4 对称型及其推导

§4.5 晶体的对称分类

实习三:晶体的宏观对称(二)

第四章 单元测试

看一看生活中的对称

第五章 晶体定向与晶体符号

§5.1 晶体定向和晶体几何常数

§5.2 各晶系晶体的定向方法

§5.3 对称型的国际符号

实习四:晶体的定向与国际符号-三轴定向

实习五:晶体的定向与国际符号-四轴定向

§5.4 晶面符号与晶棱符号

§5.5 整数定律与晶带定律

实习六:晶面符号与晶棱符号

第五章 单元测试

第六章 晶体的理想形态

§6.1 单形和单形符号

§6.2 单形的推导

§6.3 结晶单形与几何单形

§6.4 单形的分类

实习七:单形认识与单形符号

§6.5 聚形分析

实习八:聚形分析

第六章 单元测试

第七章 晶体的规则连生

§7.1 平行连晶

§7.2 双晶(孪晶)和双晶要素

§7.3 双晶的类型及成因

§7.4 浮生与交生

实习九:晶体的规则连生

第七章 单元测试

第八章 晶体结构的几何理论

§8.1 平行六面体

§8.2 十四种布拉维格子

§8.3 空间格子中点的坐标和行列、面网的符号

§8.4 晶体内部结构的对称要素

§8.5 空间群

§8.6 等效点系

实习十:晶体结构的对称要素

第八章 单元测试

第九章 晶体化学简介

§9.1 球体紧密堆积原理

§9.2 配位数与配位多面体

§9.3 化学键与晶格类型

§9.4 典型结构

实习十一:球体紧密堆积和典型结构分析

§9.5 类质同像

§9.6 同质多像

§9.7 多型

§9.8 有序-无序

第九章 单元测试