m3m与mmm: m3m为等轴晶系,对称型全面符号为3L44L36L29PC;mmm为斜方晶系,对称型全面符号为3L23PC。
3.观察晶体模型,找出各模型上的对称要素,确定对称型及国际符号,并画出对称要素的赤平投影。
4.同一晶带的晶面,在极射赤平投影图中怎样分布?
答:同一晶带的晶面的投影先投到投影球上,它们分布在同一个大圆上。用极射赤平投影的方法投影到水平面上可以出现三种情况:分布在基圆上(水平的大圆);分布在一条直径上(直立的大圆);分布在一条大圆弧上(倾斜的大圆)。同一晶带的晶面投影在同一大圆上,因为同一晶带的晶面其法线处于同一圆切面上。
5.下列晶面哪些属于[001]晶带?哪些属于[010]晶带?哪些晶面为[001]与[010]二晶带所共有?
(100),(010),(001),(100),(010),(001),(110),(110),(011),(011),(101),(101),(110),(110),(101),(101),(011),(011)。
答:属于[001]的晶面有:(100),(010),( 100),(0 10),( 110),(110),(1 10),( 110)。
属于[010]的晶面有:(100),(001),( 100),(00 1),(101),( 101),(10 1),( 10 1)。
为[001]与[010]二晶带所共有:(100),( 100)。
6判定晶面与晶面,晶面与晶棱,晶棱与晶棱之间的空间关系(平行,垂直或斜交): (1) 等轴晶系、四方晶系及斜方晶系晶体:(001)与[001];(010)与[010];[110]与[001];(110)与(010)。 (2) 单斜晶系晶体:(001)与[001];[100]与[001];(001)与(100);(100)与(010)。 (3) 三、六方晶系晶体:(1010)与(0001);(1010)与(1120);(1010)与(1011);(0001)与(1120)。
答:(1)等轴晶系中(001)与[001]垂直;(010)与[010]垂直;[110]与[001]垂直;(110)与(010)斜交。
四方晶系中(001)与[001]垂直;(010)与[010]垂直;[110]与[001]垂直;(110)与(010)斜交。
斜方晶系中(001)与[001]垂直;(010)与[010]垂直;[110]与[001]垂直;(110)与(010)斜交。
(2)单斜晶系中(001)与[001]斜交;[100]与[001]斜交;(001)与(100)斜交;(100)与(010)垂直。
(3)三、六方晶系中(10 10)与(0001)垂直;(10 10)与(11 20)斜交;(10 10)与(10 11)斜交;(0001)与(11 20)垂直。
7. 写出(1010)、(1120)、(1121)的三指数晶面符号;写出[1011]]、[1120]、[1121]的三指数晶棱符号。
答:(1010)、(1120)、(1121)的三指数晶面符号分别为:(100)、(110)、(111); [1011]、[1120]、[1121]的三指数晶棱符号分别为:[210]、[110]、[331]。
第五章习题
1.可不可以说立方体单形也可以分成三对平行双面,为什么?
答:不可以。因为立方体的6个晶面全部同形等大,且都可以由对称型m3m中的对称要素联系起来的,所以它们属于同一个单形,不能将它们分开为三对平行双面。
2.晶面与任何一个对称型的位置关系最多只能有7种,所以一个晶体上最多只能有7个单形相聚构成聚形,此话正确与否?
答:这句话不正确。虽然一个对称型最多只能有7种单形,但同一种单形可以同时出现多个在同一晶体上相聚(如:多个具有L4PC对称型的四方双锥可以相聚在一起),因此一个晶体中单形的数目可以超过7个。这句话改为“一个晶体上最多只能有7种单形相聚构成聚形”即可。
3.根据单形的几何形态得出:立方体的对称型为m3m,五角十二面体的对称型为m3,它们的对称型不同,所以不能相聚,对吗?为什么?
答:这一结论不对。因为“立方体的对称型为m3m,五角十二面体的对称型为m3”是从几何单形的角度得出的结果。而单形相聚原则中所说的单形是结晶单形。所以该结论有偷梁换柱之嫌。实际上立方体的结晶单形有5种对称型,其中就有一种为m3,具有这种对称型的立方体就能够与五角十二面体相聚。
什么在三方晶系(除3外)和六方晶系(除6外),其他对称型都有六方柱这一单形?这些六方柱对称一样吗?为什么?
答:这些六方柱都是结晶单形(课本P70,表5-5),它们的对称型可以属于三方、六方晶系的,它们的外形相同但对称不同。因为结晶单形不仅考虑几何外形还要考虑对称性质。
5.在同一晶体中能否出现两个相同形号的单形?
答:不能。如果出现相同形号的单形,它们对应的晶面的空间方位相同,它们的晶面将重合或平行在一起。
6.菱面体与六方柱能否相聚?相聚之后其对称型属于3,3m还是6/mmm?为什么?
答:菱面体和六方柱能够相聚。相聚后对称型为3m。因为根据课本P70,表5-5-5和P71,5-6,对称型3中没有菱面体和六方柱,6/mmm中也没有菱面体这一单形。在3m中既有菱面体又有六方柱。所以相聚后对称型可以为3m。
7.在聚形中如何区分下列单形:斜方柱与四方柱;斜方双锥、四方双锥与八面体;三方单锥与四面体;三方双锥与菱面体;菱形十二面体与五角十二面体。
答:斜方柱的横截面为菱形,四方柱的横截面为正方形。斜方双锥的三个切面均为菱形,四方双锥的横切面为正方形,两个纵切面为菱形,八面体的三个切面均为正方形。三方单锥只有3个晶面,四面体有4个晶面。三方双锥晶面不能两两相互平行,而菱面体的晶面则可以。菱形十二面体的单形符号为{110}而五角十二面体的单形符号为{hk0}。
8.在等轴晶系中下列单形符号代表哪些常见单形:{100},{110},{111}。
答:{100}立方体,{110}菱形十二面体,{111}八面体和四面体。
9.等轴晶系、四方晶系和低级晶族中的(111)都与三个晶轴正端等交吗?{111}各代表什么单形?
答:不是,只有等轴晶系的(111)与三个晶轴正端等交。等轴晶系中{111}代表八面体或四面体。四方晶系中{111}可代表四方双锥、四方四面体等。斜方晶系中{111}代表斜方双锥。因为只有等轴晶系的三个晶轴上的轴单位相等,四方晶系、低级晶族的三个晶轴上的轴单位不同,所以即使是晶面(111)也不代表与三轴等交。
10.写出各晶系常见单形及单形符号,并总结归纳以下单形形号在各晶系中各代表什么单形?{100},{110},{111},{1011},{1010},{1120},{1121}。
答: {100} {110} {111} 等轴晶系 立方体 菱形十二面体 八面体、四面体 四方晶系 四方柱 四方柱 四方双锥、四方单锥、四方四面体 斜方晶系 平行双面 斜方柱 斜方双锥、斜方单锥、斜方四面体 单斜晶系 平行双面、单面 三斜晶系 单面、平行双面 斜方柱、反映双面、单面、平行双面 轴双面 斜方柱、反映双面、单面、平行双面 轴双面 三方晶系 {1011} 菱面体、三方单锥 {1010} 三方柱、六方柱 {1120} 三方柱、六方柱 {1121} 菱面体、三方单锥、三方双锥、六方单锥、六方双锥 六方晶系 六方双锥、六方单三方柱、六方柱 三方柱、六方柱 六方双锥、六方单锥、三方双锥 锥、三方双锥 11.在极射赤平投影图中找出2/m、mmm、4/mmm、m3、m3m对称型中的最小重复单位,并设置七个原始位置推导单形。
答:各个对称型的极射赤平投影及最小重复单元(灰色部分为最小重复单元)见下图: 2/m的单形分别为: YYX{001}平行双面,{010}平行双面,{100}平行双面,{hk0}斜方柱,{h0l}平行双面,{0kl}斜方柱,{hkl}斜方柱。 mmm的单形分别为: {001}平行双面,{010}平行双面,{100}平行双面,{hk0}斜方柱,{h0l}斜方柱,{0kl}斜方柱,{hkl}斜方双锥。 4/mmm的单形分别为: {001}平行双面,{100}四方柱,{010}四方柱,{hk0}复四方柱,{h0l}四方双锥,{hhl}四方双锥,{hkl}复四方双锥。 m3的单形分别为: {100}立方体,{110}菱形十二面体,{hk0}五角十二面体,{111}八面体,{hkk}四角三八面体,{hhl}三角三八面体,{hkl}偏方复十二面体。 m3m的单形分别为: {100}立方体,{110}菱形十二面体,{hk0}四六面体,{111}八面体,{hkk}四角三八面体,{hhl}三角三八面体,{hkl}六八面体。
12.柱类单形是否都与Z轴平行?
答:不是。斜方柱就可以不平行于Z轴,如斜方柱{011}、{111}等。
13.分析晶体模型,找出它们的对称型、国际符号、晶系、定向原则、单形名称和单形符号,并作各模型上对称要素及单形代表晶面的赤平投影。
答:步骤为:
1)根据对称要素可能出现的位置,运用对称要素组合定律,找出所有对称要素,确定对称型。
2)根据晶体对称分类中晶系的划分原则,确定其所属的晶系。 3)按照晶体的定向原则(课本P42-43,表4-1)给晶体定向。
4)按照对称型国际符号的书写原则(课本P56,表4-3)写出对称型的国际符号。 5)判断组成聚形的单形的个数
6)确定单形的名称和单形符号。判断单形名称可以依据的内容:
(1)单形晶面的个数; (2)单形晶面间的关系; (3)单性与结晶轴的关系; (4)单形符号;
7)绘制晶体对称型和代表性晶面的极射赤平投影图。
14.已知一个菱面体为32对称型,这个菱面体是否有左右形之分?
答:这个菱面体有左右形之分,因为对称型32(L33L2)本身就有左-右形之分,这是结晶单形意义上的左-右形。
15.石英晶体形态上发育两个菱面体{1011}和{0111},它们是什么关系?它们的表面结构(或它们的晶面性质)相同吗?为什么?