矿物的物理性质概要
举例:体心立方体,a=2.8610-8cm
思考:CsCl的密度?
各晶系晶体的晶胞体积计算公式:
等轴晶系 V a3
四方晶系 V a2c
六方晶系 Va2csin 60 三方晶系 Va3 13co 2s2co 3s
斜方晶系 V abc 单斜晶系 Vabscin
三斜晶系
V a1 b cc 2 o c s2 o c s2 o 2 s co cs o cs os
(五)矿物的发光性
实质是矿物晶格中的原子或离子的最外层吸收了 较高的外加能量,然后以较低能量(可见光)再 发射出来造成的。
{111}
金刚石
石墨
影响因素:
1)解理面一般平行于面网密度最大的面网。
一般在原子晶格的矿物中产生。如金刚石的解理平行{111}。
2)平行于由异号离子组成的电性中和的面网。
等型结构矿物的相对密度与相对原子量、半径间的关系
矿物 化学式 金属元素的相相对分子 阳离子 相对分子质 半径 相对
对原子质量 质量 半径nm 量增长率% 增长率 密度
菱镁矿Mg[CO3] 24.31 方解石Ca[CO3] 40.08 菱铁矿Fe[CO3] 55.85 菱锌矿Zn[CO3] 65.38
84.32 0.072 100.09 0.100 18.70 115.86 0.078 37.41 125.39 0.074 48.71
3.00 38.89 2.71 8.33 3.96
2.78 4.43
同质多像变体对相对密度的影响
变体 配位数 原子间距/ nm 形成条件 相对密度
石墨 3 0.142(层内) 高温、低压 2.1-2.2
“纤维石膏” 表面的丝绢光泽
油脂光泽 透明矿物,解理不发育,在不平坦 的断口上具油脂状光亮。如石英、石榴子石等 沥青光泽 半透明或不透明的黑色矿物,解理 不发育,在不平坦的断口上具沥青状光亮。例 如锡石、磁铁矿、沥青铀矿等。 土状光泽 粉末状和土状集合体的矿物,表面 石盐表面的油脂光泽 暗淡无光。如高岭石、褐铁矿等。
1、自色
根据呈色机理,主要有以下四种:
1)离子内部电子跃迁(过渡型离子矿物) 2)离子间电荷转移(变价元素的相邻离子间) 3)能带间电子跃迁(能带模型) 4)色心(晶格缺陷,常见F心和V心)
能带模型
F心
2、他色:指矿物因含外来带色的杂质,气液包裹体
等所引起的颜色。
如纯净水晶(SiO2)是无色透明的,若其中混入微量不 同的杂质,即可具有紫色、粉红色、褐色、黑色等。
石盐
萤石
闪锌矿
方解石
石墨
极完全解理
完全解理
中等解理
不完全解理
极不完全解理
3.断口
如果矿物受外力作用,在任意方向破裂并呈各种凹凸不平的断面 (如贝壳状、锯齿状)则这样的断面称为断口。
1)贝壳状 断口呈圆形或椭圆形的光滑
曲面,面上常出现不规则的同心条纹。 如石英和玻璃质体。
2)锯齿状 断口呈尖锐的锯齿状。延展
主要在具有离子晶格的矿物中。如石盐沿{100}产生解理。
3)两层同号离子相邻的面网时,其间易产生解理。
如萤石解理平行{111}面
4)平行于化学键力最强的方向。
对于具有分子晶格的矿物。如石墨具层状结构,其解理平行{0001}。
5)具金属晶格矿物,在外力作用下发生晶格滑移而 不引起键的断裂,故只有延展性而无解理发生。
3、假色:光的反射、干涉等物理因素所引
起的矿物呈色。
矿物中常见的假色有:
1)锖色:不透明矿物表面氧化薄膜引起反射光
的干涉作用,使矿物呈现各种颜色。
2)晕色:不透明矿物表面呈现彩虹般色带,
由矿物内部解理面或裂缝对光连续反射,引起光 的干涉而产生。
3)变彩:透明矿物在转动或沿不同角度观察,
可呈现不同颜色,由矿物内部有微细的叶片状包 裹体,对光发生干涉、反射结果。
0.335(层间)
金刚石 4 0.154
超高压、高温 3.52
温度相对石墨低
谢谢观赏!
2020/11/5
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4)乳光:矿物中见到的类似于蛋清般的乳白
色浮光。矿物中其它比可见光波长为小的其他矿 物或胶体微粒可,使入射光发生漫反射引起。
(二)矿物的条痕
❖ 矿物的条痕是矿物粉末的颜色。一般是指矿物在白色无釉瓷 板上划擦时留下的粉末的颜色。
红棕色
黄色
黑色
赤铁矿
铬铅矿
黄铜矿
(三)矿物的透明度
透明-方解石
不透明-黄金 半透明-蓝宝石
性很强自然金属元素矿物具有此种断口。 如自然铜。
3)参差状 断口面参差不齐,粗糙不平,大多数脆性矿物以及呈块
状或粒状的集合体具有此种断口。如磷灰石。
4)土状 港口面呈细粉状,断口粗糙,为土状矿物特有。如高龄石。 5)纤维状 断面呈纤维状,见于纤维状矿物集合体。如石棉。 6)平坦状 断面较平坦,见于块状矿物,如土状高岭石。
矿物的物理性质概要
孔雀石
绿柱石
尖晶石
蓝铜矿
(一)颜色
定义:矿物对入射的白色可见光中不同波长的光波
吸收后,透射和反射的各种波长可见光的混合色。
矿物呈色的根本原因:
矿物呈色主要由于其组成中的原子或离子之外层 电子发生跃迁,选择性吸收可见光中一定波长的 光波所致;也可以是因为光的反射、干涉、衍射、 散射等物理光学效应而引起矿物呈色。
(四)矿物的光泽
思考:
不透明矿物铬铁矿(N=2.11,R=12.5)半金属光泽; 透明矿物白铅矿(N=2.074,R=11.5-8.5)金刚光泽。 为什么两者折射率相近,光泽却不一样呢?
方铅矿金属光泽
闪锌矿半金属光泽
金刚石金刚光泽 水晶玻璃光泽
丝绢光泽 透明矿物,呈纤维状集合体时, 表面具丝绢光亮。如纤维状石膏、石棉 等。 珍珠光泽 透明矿物,在极完全的解理面 上具珍珠状光亮。如云母、石膏等。
硬币3.5
刀刃5.5
玻璃6.0
石英7.0
维氏硬度
对不透明矿物,常采用显微硬度仪测定维氏硬度。 维氏法压头用金刚石正方形锥体,锥体二对角面的 交角为136°,压痕为正方形锥形。
矿物硬度与离子半径的关系
矿物 方解石 菱镁矿
化学式 Ca[CO3] Mg[CO3]
阳离子半径nm 0.108 0.080
摩斯硬度 3 4.5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
矿物硬度与离子电价的关系
矿物 化学式 阴阳离子 离子电价 摩斯硬度
间距 nm 阳离子 阴离子
萤石 CaF2
0.237
2
1
4
方钍石 ThO2 0.231
4
2
6.5
同质多象变体的硬度随阳离子的配位数而异
矿物 化学式 方解石 Ca[CO3]
阳离子 配位数
6
文石 Ca[CO3]
9
密度 摩斯硬度 g/cm3 0.272 3
0.294 4
金刚石刀具
金刚石锯片
金刚石磨切片
弹性的实质:层间或链间以离子键联结,受
力时发生晶格位移,并产生内应力,外力撤除后, 字内应力作用下形变恢复,即表现为弹性。
挠性的实质:层间或链间结合力较弱,受力
时,层间或链间发生相对移动,由于基本上不产 生内应力,故外力撤除后,形变无法恢复,即表 现为挠性。