Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Внешняя форма кристаллов металлов и минералов: Лабораторный практикум по курсу "Основы кристаллографии и минералогии"

Голосов: 2

Изложены теоретические основы, последовательность и методы описания внешней формы на идеальных моделях реальных кристаллов металлов и минералов. Описан порядок выполнения лабораторной работы, приведены в табличной форме все возможные гранные, реберные и вершинные формы по каждой сингонии и виду симметрии для определения простых форм в комбинационных кристаллах, а также используемая терминология. Предназначен для студентов специальностей "Металлургия чёрных металлов" (110100), "Литейное производство черных и цветных металлов" (110400), "Металлургия сварочного производства" (110700), "Химическая технология неорганических веществ" (250200).

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
                   СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
               ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ




                       Кафедра геологии
                          и геодезии




ВНЕШНЯЯ ФОРМА КРИСТАЛЛОВ
  МЕТАЛЛОВ И МИНЕРАЛОВ




         Новокузнецк
            2002


      Министерство образования Российской Федерации


   Сибирский государственный индустриальный университет


                Кафедра геологии и геодезии




ВНЕШНЯЯ ФОРМА КРИСТАЛЛОВ
  МЕТАЛЛОВ И МИНЕРАЛОВ



              Лабораторный практикум по курсу
         «Основы кристаллографии и минералогии».
   Специальности «Металлургия чёрных металлов» (110100),
 «Литейное производство черных и цветных металлов» (110400),
      «Металлургия сварочного производства» (110700),
  «Химическая технология неорганических веществ» (250200)




                        Новокузнецк
                           2002


   УДК. 548.1.515.6 (07)
Внешняя форма кристаллов металлов и минералов: Лабораторный практикум / Сост.:
А.А. Пермяков: СибГИУ. - Новокузнецк, 2002. - 22 с., табл.6, ил.1
       Изложены теоретические основы, последовательность и методы описания
внешней формы на идеальных моделях реальных кристаллов металлов и минералов.

      Описан порядок выполнения лабораторной работы, приведены в табличной
форме все возможные гранные, реберные и вершинные формы по каждой сингонии и
виду симметрии для определения простых форм в комбинационных кристаллах, а
также используемая терминология.

      Предназначен для студентов специальностей «Металлургия чёрных металлов»
(110100), «Литейное производство черных и цветных металлов» (110400),
«Металлургия сварочного производства» (110700), «Химическая технология
неорганических веществ» (250200).

      Рецензент - зав. кафедрой металлургии чугуна Сибирского государственного
индустриального университета, доцент В.А. Долинский.

      Печатается по решению редакционно-издательского совета университета


                          ЦЕЛЬ РАБОТЫ
     Научить определять количество и название всех простых: гранных,
реберных и вершинных форм, входящих в комбинационную форму
изучаемого кристалла.

            ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
     Внешняя форма кристалла дает представление о его внешней и
внутренней симметрии, о его внутреннем анатомическом строении, о его
внутренней атомной структуры и о закономерности распределения
физических свойств на поверхности и внутри кристалла.

                       Гранные формы кристалла
     Эдр (грань) – плоская поверхность на кристалле.
     Полиэдр (многогранник).
     Простой полиэдр (простая гранная форма) – комплекс всех
одинаковых граней кристалла, связанных между собой элементами
симметрии кристалла.
     Всего в кристаллах встречается 47 простых гранных форм, но в
каждом конкретном кристалле или виде симметрии их ограниченное
количество (приложение А: таблицы: А1, А2, А3, А4). Каждая простая
гранная форма имеет название.
     Комбинационный полиэдр (комбинационная гранная форма
кристалла) представляет собой комбинацию нескольких простых гранных
форм, находящихся в одном кристалле. Комбинационные полиэдры
собственных названий не имеют, поэтому при описании формы кристалла
необходимо определить количество простых полиэдров ( по числу разных
сортов граней в кристалле) и дать название каждому полиэдру.

                                    3


                        Реберные формы кристалла
     Криста - ребро, гребень.
     Кристогоноэдр (ребро гранного угла) - ребро или линия
пересечения двух соседних граней, ребро двухгранного угла.
     Поликристогоноэдр (многореберник).
     Простой поликристогоноэдр (простая реберная форма, простой
реберник) – комплекс всех одинаковых ребер, связанных между собой
элементами симметрии кристалла.
     Всего в кристаллах встречается 47 простых реберных форм, но в
каждом конкретном кристалле или виде симметрии их ограниченное
количество. Каждая простая реберная форма имеет название (см.
приложение А: таблицы: А1, А2, А3, А4).
     Комбинационный поликристогоноэдр (комбинационная реберная
форма кристалла) представляет собой комбинацию нескольких простых
реберных форм, находящихся в одном кристалле. Комбинационные
поликристогоноэдры собственных названий не имеют, поэтому при
описании формы кристалла необходимо определить количество простых
поликристогоноэдров (по числу разных сортов ребер в кристалле) и дать
название каждому простому поликристогоноэдру в данном кристалле.

                    Вершинные формы кристалла
     Акро (вершина).
     Акрогоноэдр (вершина гранного угла) - вершина или точка
пересечения нескольких соседних граней, вершина многогранного угла.
     Полиакрогоноэдр (многовершинник).
     Простой полиакрогоноэдр (простая вершинная форма, простой
вершинник) – комплекс всех одинаковых вершин, связанных между собой
элементами симметрии кристалла.
     Всего в кристаллах встречается 47 простых вершинных форм, но в
каждом конкретном кристалле или виде симметрии их ограниченное
количество. Каждая простая вершинная форма имеет название (см.
приложение А: таблицы: А1, А2, А3, А4).
     Комбинационный полиакрогоноэдр (комбинационная вершинная
форма кристалла) представляет собой комбинацию нескольких простых
вершинных форм, находящихся в одном кристалле. Комбинационные
полиакрогоноэдры собственных названий не имеют, поэтому при описании
формы кристалла необходимо определить количество простых
полиакрогоноэдров (по числу разных сортов вершин в кристалле) и дать
название каждому простому полиакрогоноэдру в данном кристалле.

                                    4


               Принципы названий простых форм кристалла.
1-й принцип
Название дается по количеству равных элементов (граней, ребер или
вершин) формы.
                  Словарь греческих числительных
1 – μονο (моно)      6 – εξα (гекса)          3 х 4 - тритетра
2 - δι (ди)          7 – επτα (гепта)         3 х 8 - триокта
3 – τρι (три)        8 – οκτα (окта)          4 х 6 - тетрагекса
4 – τετρα (тетра)    10 – δεκα (дека)         6 х 4 - гекстетра
5 – πεντα (пента)    12 – δοδεκα (додека)     6 х 8 – гексокта

                                Примеры
•   моноэдр – одногранник
•   дикристогоноэдр – двухреберник
•   тетракрогоноэдр – четырехвершинник
•   пентагон – пятиугольник
•   гексаэдр – шестигранник (рисунок 1)
•   октаэдр – восьмигранник (рисунок 1)
•   додекакристагоноэдр – двенадцатиреберник (рисунок 1)
•   тетрагонтриоктакристагоноэдр – группировка из четырех ребер
    трижды повторяется на каждой грани восьмигранника (рисунок 1)
•   тритетраэдр – группировка из трех граней повторяется 4 раза
•   тетрагексакрогоноэдр – комплекс из 4-х вершин повторяется 6 раз
    (рисунок 1)
•   гекстетраэдр – комбинация из 6-ти граней повторяется 4 раза
•   гексоктакристогоноэдр – совокупность из 6-ти ребер повторяется 8 раз

2-й принцип
Название дается по плоской форме: грани, поперечного сечения
кристалла или пучка.
                           Словарь терминов
Гониа (γονια) – угол, обычно в равноугольной плоской форме
Клино (κλινο) – косой угол
Тетрагон – правильный четырехугольник (см. рисунок 1)
Тетрагональный – правильное четырехугольное сечение
Ромб – правильный четырехугольник с диагоналями разной длины
Ромбический – поперечное сечение кристалла ромбической формы
Трапеца – неправильный четырехугольник
Тригон – правильный треугольник
Скалено – неправильный треугольник
                                    5


            Рисунок 1. Внешние формы кристалла вюстита

3-й принцип
Название дается по особой общепринятой          пространственной
(объёмной) форме:
      Пирамида – многогранник, у которого все одинаковые грани
пересекаются в одной общей вершине, образуя замкнутый
пространственный угол открытый с противоположной стороны от общей
вершины.
      Пирамидальный кристогоноэдр – многореберник, у которого все
одинаковые ребра пересекаются в одной общей вершине, образуя
замкнутый пространственный угол.

                                   6


      Пирамидальный акрогоноэдр – многовершинник, у которого все
одинаковые вершины образуют пирамиду, если их мысленно соединить с
центром кристалла. Линии, соединяющие вершины с центром кристалла
являются в действительности траекториями перемещения вершин в
процессе роста кристалла.
      Призма – многогранник, у которого все одинаковые грани
пересекаются по параллельным ребрам, образуя замкнутый пояс граней.
Основное свойство призмы: перпендикуляры (нормали) опущенные из
центра кристалла на все грани призмы лежат в одной плоскости и
пересекаются под равными углами.
      Призматический кристогоноэдр или акрогоноэдр – соответственно
призматический рёберник или вершинник
      Пинакоид (буквально, πιναξ (пинакс) - доска) - две параллельные,
равные грани.
      Однако, два равных параллельных или скрещивающихся ребра
называются параллелокристогоноэдр, а две равных диаметрально
противоположных       вершины      кристалла      следует     называть
параллелоакрогоноэдр.
      Все пирамидальные и призматические формы в зависимости от
симметрии и формы поперечного сечения могут быть ромбическими,
тригональными, дитригональными, тетрагональными, дитетрагональными,
гексагональными или дигексагональными.
      Названия некоторых форм комбинируется по двум или трем
принципам.
Например:
      • Пентагондодекаэдр – многогранник из 12 пятиугльных граней
        (комбинация первого и второго принципа).
      • Гексагональная дипирамида – две гранных пирамиды с
        шестиугольным сечением (название формы использует все три
        принципа)

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
     Получить в лаборантской (ауд. 557) кристаллы и методическую
литературу по заданию преподавателя.
     Задание:
     • Минимальное: описать все простые гранные, реберные и
        вершинные формы в одном кристалле из высшей, а также из
        средней и низшей категории симметрии.
     • Оптимальное: описать все простые гранные, реберные и
        вершинные формы в семи кристаллах по одному из каждой
        сингонии.
                                   7
  •


     Максимальное: описать все простые гранные, реберные и вершинные
     формы в 32 кристаллах по одному из каждого вида симметрии.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТА
     Работа выполняется в табличной форме по представленному образцу
     1. Выбрать кристалл и вспомнить ранее определенную в нем
        формулу и вид симметрии, сингонию и категорию.
     2. По определенной сингонии кристалла выбрать одну из таблиц (см.
        приложение А: таблицы: А1, А2, А3, А4), в ней найти вид
        симметрии Вашего кристалла и по закрашенным клеткам
        установить возможные простые гранные реберные и вершинные
        формы в кристалле. Проанализировать их по рисункам в таблице,
        обращая внимание на количество одинаковых элементов формы,
        на расположение их по отношению к элементам симметрии и
        обратить внимание на то, как названные особенности форм
        отразились в их названии.
     3. Определить в Вашем кристалле количество простых форм,
        количество равных элементов в каждой простой форме и название
        всех простых форм. Все определенные данные внести в рабочую
        таблицу (см. приложение Б). При определении простой формы
        мысленно продлите все равные элементы этой формы до
        взаимного пересечения.
        Помните!     Каждая     простая  форма     имеет    несколько
  разновидностей, а в таблице представлена только одна. Обращайте
  внимание:
        • как элементы формы ориентированы по отношению к
           элементам симметрии,
        • как удлинение элемента формы ориентировано в пространстве:
                 a) вертикально,
                 b) горизонтально,
                 c) наклонно
     4. Защитить у преподавателя выполненную работу.
                             ЛИТЕРАТУРА

     1. Попов Г.М.,. Шафрановский И.И. Кристаллография. – М: Высшая
        школа, 1972. 352 с.
     2. Шаскольская М.П. Кристаллография. – М: Высшая школа, 1976.
        370 с.
     3. Шафрановский И.И. Лекции по кристалломорфологии. – М:
        Высшая школа, 1968. 172 с.


                                                                                                                         Образец
                                              Определение форм кристаллов

  №      Формула и вид симметрии,                                              Простые формы:
задачи     Сингония, категория               гранные                         реберные                       Вершинные
  94        3L44L36L29PC, m3m,      1. (8 граней) - октаэдр;   1. (12 ребер) -ромбододекакрис-   1. (24 вершины) - тетрагекс-
           планаксиальный в.с.,     2. (6 граней) - гексаэдр   тогоноэдр:                        акрогоноэдр
           кубическая сингония,                                2. 24 ребра) - тетрагонтриокта-
             высшая категория                                  кристогоноэдр
 96             L33L23PC,           1. (6 граней) - призма     1. (12 ребер) - дитригональный    1. (6 вершин) - тригональный
           Планаксиальный в.с.,     дитригональная:            дипирамидальный кристогоно-       дипирамидальный акрогоноэдр:
          тригональная сингония,    2. (2 грани) - пинакоид    эдр:                              2. (6 вершин) - тригональный
             Средняя категория                                 2. (3 ребра) - тригональный       дипирамидальный акрогоноэдр
                                                               призматический кристогоноэдр:
                                                               3. (3 ребра) - тригональный
                                                               призматический кристогоноэдр
 90           3L23PC, mmm           1. (4 грани) - призма      1. (8 ребер) - ромбический        1. (4 вершины) - ромбический
           планаксиальный в.с.,     ромбическая:               дипирамидальный кристогоно-       призматический акрогоноэдр:
          ромбическая сингония,     2. (2 грани) - пинакоид    эдр:                              2. (4 вершины) – ромбический
            низшая категория                                   2. (2 ребра) - параллелокристо-   призматический акрогоноэдр
                                                               гоноэдр:
                                                               3. (2 ребра) - параллелокристо-
                                                               гоноэдр



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика