内 容 简 介

本书包括了现代结晶学各个主要分支的基本理论和基本知识，以及适当的加深和加宽的内容。其中几

何结晶学及晶体结构学基础、晶体化学基础为全书的重点。本书在精炼经典内容的同时，吸取了当代结晶

学领域中大量有关的新理论和新知识，有机地结合、贯穿于全书之中。

本书作为高等学校岩矿地化类及其相近专业的教材，所引实例以矿物晶体方面的为主，结合专业紧

密；但整体内容完全是按结晶学本身的独立体系和固有规律性进行编写的，适用面广，也可供从事矿物或

其他晶体工作的科技人员和有关专业的师生参考。

全书约30万字，包括表33个，插图193幅。

目 录

绪 论

第一章 晶体和非晶质体

第一节 晶体的概念

第二节 晶体的空间格子规律

一、 空间格子的导出

二、 空间格子的基本规律

第三节 非晶质体

一、 非晶质体的概念

二、 非晶质体与晶体间的转化

第四节 晶体的基本性质

第二章 晶体的发生与成长

第一节 形成晶体的方式

第二节 成核作用

一、 均匀成核作用

二、 非均匀成核作用和二次成核作用

第三节 晶体的成长

一、 层生长理论

二、 螺旋生长理论

三、 再结晶作用

第四节 晶面生长速度

一、 晶面法向生长速度

二、 环带构造

三、 生长锥

第五节 决定晶体生长形的内因

一、 布拉维法则

二、 居里－吴里弗原理

三、 PBC理论

第六节 影响晶体生长形的外因

第七节 晶体的溶解和再生长

一、 晶体的溶解

二、 重结晶作用

第三章 晶体的测量和投影

第一节 面角守恒定律

第二节 晶体测量

第三节 晶体的球面投影及其坐标

一、 晶体的球面投影

二、 球面坐标

第四节 晶体的极射赤平投影与心射极平投影

一、 极射赤平投影

二、 心射极平投影

第五节 极射赤平投影网

一、 极式网

二、 吴氏网

三、 吴氏网的运用

第四章 晶体的宏观对称

第一节 对称的概念

第二节 晶体的对称要素

第三节 对称要素的组合及对称型

一、 对称要素的组合

二、 对称型和晶类的概念

三、 三十二种对称型的导出

第四节 对称型的符号

一、 国际符号

二、 圣弗利斯符号

第五节 晶体的对称分类

一、 晶族和晶系的划分

二、 对称型的类型

第五章 晶体定向和结晶符号

第一节 晶体定向的概念和晶体几何常数

第二节 整数定律和晶体定向的基本原则

一、 整数定律

二、 晶体定向的基本原则

第三节 各晶系晶体的定向法则

一、 晶体的三轴定向

二、 晶体的四轴定向

第四节 晶面符号

一、 晶面符号的确定

二、 四轴定向时的晶面符号

三、 米氏指数与米勒－布拉维指数间的换算关系

第五节 晶棱符号

一 三轴定向时的晶棱符号

二、 四轴定向时的晶棱符号

第六节 晶带和晶带定律

一、 晶带和晶带轴

二、 晶带定律

三、 晶带定律的应用

第六章 晶体的理想形状

第一节 单形的概念和单形符号

一、单形的概念

二、单形符号

三、具对称联系之晶棱组的符号

第二节 146种结晶学单形

一、导出单形的途径

二、 146种结晶学上不同的单形

三、 单形的不同命名

第三节 几何上不同的47种单形

一、47种几何学单形的特征

二、47种几何学单形在各晶系中的分布

第四节 聚形

一、 聚形的概念和单形相聚的规律性

二、 聚形分析

第五节 左形与右形

第七章 实际晶体的形貌

第一节 晶体习性

一 晶体习性的概念

二、决定晶体习性的因素

第二节 歪晶

第三节 特殊形态的晶体

一、 骸晶

二、 凸晶

三、 弯曲晶体与扭曲晶体

第四节 晶面花纹

一、 邻晶面

二、 生长层和生长丘

三、 生长条纹

四、 生长螺纹

五、 蚀象

第八章 晶体的规则连生

第一节 平行连生

一、 平行连晶

二、 梳状构造

第二节 双晶的概念和双晶要素

一、 双晶的概念

二、 双晶要素

三、双晶接合面

第三节 双晶律和双晶类型

一、双晶律的概念

二、 双晶类型

第四节 双晶的成因及其分类

一、 双晶的成因

二、 双晶的成因分类

第五节 双晶的分布及其识别

一、 矿物中双晶分布的概况

二、 双晶的识别

第六节 衍生

一、衍生的类型

二、浮生和交生

第九章 晶体结构的基本特征

第一节 空间格子的型式

一、 单位平行六面体的划分

二、 14种布拉维空间格子

第二节 晶胞

第三节 晶体的微观对称要素

第四节 空间群

一、 空间群的概念及其与对称型的关系

二、 平移群

三、 空间群的符号

四、 空间群推导之一例

第五节 等效位置

第六节 晶格缺陷

一、 点缺陷

二、 线缺陷

三、 面缺陷

第十章 晶体化学

第一节 离子类型和晶格类型

一、 离子类型

二、 晶格类型

第二节 原子半径和离子半径

第三节 球体紧密堆积原理

一、 等大球体的最紧密堆积及其空隙

二、 不等大球体的紧密堆积

第四节 配位数和配位多面体

一、 配位数

二、 配位多面体

第五节 鲍林法则

第六节 晶体场理论和配位场理论

一、 晶体场理论的基本概念

二、 d轨道的晶体场分裂

三、 晶体场稳定化能

四、 八面体择位能

五、 姜－特勒效应

六、 过渡元素离子有效半径的晶体场效应

七、 配位场理论的基本概念

第七节 能带理论的基本概念

第八节 类质同象和固溶体

一、 类质同象的概念

二、 固溶体的概念

三、 类质同象的类型

四、 影响类质同象的因素

第九节 同质多象

一、 同质多象的概念

二、 同质多象转变

第十节 有序－无序

一、 有序－无序的概念

二、 有序－无序的类型

三、 有序－无序转变

第十一节 多型性

一、 多型性的概念

二、 多型的一般特性

第十二节 典型结构及其分析

一、 结构型和典型结构

二、 典型结构分析

第十一章 晶体的物理性质

第一节 颜色和发光性

一、 颜色的概念

二、 晶体的呈色机理

三、 发光性

第二节 压电性和焦电性

一、 压电性

二、 焦电性

第三节 磁性

第四节 解理和裂理

一、 解理

二、 裂理

第五节 机械形变

一、 弹性形变

二、 范性形变

第六节 不同晶格类型晶体的主要物理性质特点

主要参考书

后 记

封面图 正长石的卡尔斯巴律贯穿双晶（×1.2，山东栖霞灵山）

第一章 晶体和非晶质体

晶体是与气体、液体以及非晶态固体（非晶质体）都不相同的一类物体。晶体有它

自身的共同规律和基本特性，并以此与上述其他物体相区别。

第一节 晶体的概念

我们已知，晶体在其生长过程中只要有空间让其自由成长，就都能长成规则的凸几

何多面体外形。在早期，人们就是基于这一特征来识别晶体的，并相应地将晶体定义

为：晶体是具有天然长成的（不是人为磨削的）、规则的凸几何多面体形状的固体①。

但是许多事实说明，仅仅从有无规则的几何外形来区分是否是晶体，这是不恰当的。

例如，具有立方体外形的食盐（NaC1）颗粒和不具规则外形的食盐颗粒，除外形外，

两者所有的性质都相同。如果我们把一个不具规则外形的食盐颗粒放在NaCl的过饱和

溶液中让它继续成长时，结果它也能长成立方体的规则几何外形。这充分说明，规则的

几何外形并不是晶体的本质，而只是一种外部现象，它肯定还有某种内在的、本质的因

素存在。

历史上，人们第一个实际测定的具体晶体结构就是NaCl的结晶构造。图1－1所表示

的由一些大球（代表Cl－离子）和小球（代表Na＋离子）所堆成的立方体小块，仅是从

NaCl晶体的内部结构中割取出来的极小的一部分，在1mm3的NaCl晶体内，就包含了大

约7×1017个这样的立方体小块。沿着这个立方体小块的棱的方向，Cl－离子和Na＋离子

以相等的间隔交替排列，每隔5.6402A（1A＝10－10m）重复一次；而在平行于立方体

的面对角线方向上，Cl－离子或Na＋离子各自均以3.9882A的相等间隔连续排列；在其

他任何方向上，情况也完全类似。这样，在NaCl内部结构中，所有的Cl－离子和Na＋离

子在三维空间均成周期性重复的规则排列而构成一种格子状的构造。实践告诉我们，不

论其外形是否规则，所有天然产出的以及人工制备的NaCl，它们的内部质点都是以上述

相同的规律排成立方体状的格子构造的。食盐之所以能长成立方体的规则几何多面体外

形，就是由它内部的这种格子构造所决定的。

对于其他任何一种晶体而言，情况都是完全类同的：不论外形是否规则，它们的内

部质点在三维空间都有规则地成周期性重复排列而构成格子状构造，这是无例外地为一

切晶体所共有的性质。晶体的这一共性，反映了晶体与其他物体之间的根本区别。所

以，晶体的现代定义应当是：晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体；或

者说，晶体是具有格子构造的固体。

晶体内部质点排列的上述规律性，还必然会导致如下的结果：假若在一个晶体中的

任一部位都同样地圈定足够大的一块体积时，则它们必定都具有完全相同的格子构造。这意味着，一个晶

体在其任一部位上的性质都是均一的。与此同时，在同一格子构造的不同方向上，质点的重复方式一般却

是各不相同的，这意味着晶体的性质又是随方向而异的（参见第9页）。因此也可以说，晶体乃是均一

的各向异性体。

与晶体的定义相适应，质点在三维空间成周期性重复排列的固态物质则称为结晶质（crystalline），

简称晶质。晶体即是由结晶质构成的物体。

不过在矿物学、岩石学等许多学科中，习惯上往往仍将“晶体”这一名称专门用于指具有几何多面体外

形的晶体，而将不具几何多面体外形的晶体称为晶粒（crysta1linegrain）。此外，还

常根据结晶颗粒的大小，将结晶质分为显晶质和隐晶质两类。凡结晶颗粒能用一般放大

镜分清者，称为显晶质（phanerocrystalline）；无法分辨者则称为隐晶质（cryptocrystal－

line）。

第二节 晶体 的空间格子规律

一、空间格子的导出

从晶体的定义可知，晶体内部的格子构造（通常简称为晶格，rystallattice）是一

切晶体所共有的基本特征，它是决定晶体各项性质（包括能自发地成长为规则的凸几何

多面体外形的特性）的根本因素。

当然，对于不同的晶体来说，它们内部质点的种类一般都不相同，质点在空间排

布的具体形式和间隔大小也不会完全相同。但是，任何一种晶体，不管它所包含的质点

种类有多少，也不管它们在空间排布的具体形式有多么复杂，所有这些质点在三维空间

成周期性重复规则排列的特性却总是毫无例外的。如果不具备这一特性，也就不成其为

晶体了。

下面我们以NaCl的结构为例，说明导出空间格子的过程。

如图1－2所示，首先我们在其结构中任意选择一个几何点，例如选在某一Cl－离子和

Na＋离子的接触点上，然后以此为准，在整个结构中把所有这样的点都找出来。这样的每

一个点，都应该是在晶体结构中占据相同位置（即Cl－离子和Na＋离子的接触点）且具有

相同环境（右边必定为一Cl－离子而左边必定为一Na＋离子）的等同点。显然，这样的一

系列等同点，必定也是在三维空间成周期性重复分布的，它的重复规律正好体现了NaCl

晶体结构中NaCl“分子”在空间排列的周期性重复规律。

不难理解，不论开始时的那个点选在哪里，对于同一晶体结构来说，所得出的一系

列等同点在空间的相对分布，肯定都是一致的；但对于不同的晶体结构而言，显然又是

有区别的。