Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

ЭЛЕМЕНТЫ КРИСТАЛЛОГРАФИИ



ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

к практическим и лабораторным занятиям

для студентов очной формы обучения

 

Вещественный состав поверхностных частей земного шара

 

Специальность Промышленное и гражданское строительство

 

УФА 2010

 

ББК 26.3+38.79

 

 

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета землеустройства и лесного хозяйства (протокол № 4 от 28 января 2010 г.)

Составитель: д.г.-м.н., профессор Абдрахманов Р.Ф., ассистент

Шарифгалиева Э.Т.

Рецензент: к.с.-х.н., доцент Гайсин В.Ф. кафедры почвоведения и земледелия

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой природообустройства, строительства и гидравлики, к.с.-х.н., доцент Мустафин Р.Ф.

 

г. Уфа, БГАУ, кафедра природообустройства,

строительства и гидравлики

ОГЛАВЛЕНИЕ    
   
1 ЭЛЕМЕНТЫ КРИСТАЛЛОГРАФИИ
2 ЭЛЕМЕНТЫ МИНЕРАЛОГИИ
3 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГЛАВНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ
3.1 Самородные элементы
3.2 Сульфиды (сернистые соединения)
3.3 Галоидные соединения
3.4 Карбонаты (соли угольной кислоты)
3.5 Сульфаты (соли серной кислоты)
3.6 Фосфаты (соли фосфорных кислот)
3.7 Окислы
3.8 Силикаты (соли кремневых кислот)
3.9 Органические соединения
4 ЭЛЕМЕНТЫ ПЕТРОГРАФИИ
4.1 Магматические горные породы
4.1.1 Ультраосновные породы
4.1.2 Основные породы
4.1.3 Средние породы
4.1.4 Кислые породы
4.2 Осадочные горные породы
4.3 Метаморфические горные породы
   
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК  


ЭЛЕМЕНТЫ КРИСТАЛЛОГРАФИИ

Внимательное изучение, горных пород, слагающих поверхность Земли показывает, что они состоят из различных, однородных по своему составу частиц вещества – минералов. Минералы – это природные, физически и химически индивидуализированные тела, возникающие в зем­ной коре в результате физико-химических процессов без какого-либо, спе­циального вмешательства человека в эти процессы».

В настоящее время известно более 2000 минералов (учитывая разновидности, около 7000 названий). Подавляющая их часть – твердые, тела, часть – жидкие и газообразные. Среди них лишь несколько десятков минералов пользуются широким распространением, остальные встречаются редко. Общее число имеющихся в природных условиях минеральных видов вряд ли превысит 3000. Ограничение в числе видов обусловливается характером распределения химических элементов и медленностью течения процессов, ведущих к изменению внешних условий.

Минералогия, наука о минералах, рассматривает, химический состав минералов, особенности их структуры физические свойства, условия залегания, взаимосвязи и происхождение.

 

Почти все твердые минералы обладают кристаллической структурой, что выражается в правильности их внутреннего сложения и во внешней форме: очень часто минералы представлены в виде более или менее четко оформленных кристаллов с плоскими гранями, закономерно развивающимися в каждом данном минерале. Лишь самая малая часть минералов должна
быть отнесена к категории аморфных тел. Поэтому изучение минералов следует начинать с рассмотрения элементов кристаллографии, науки о кристаллах.

Под кристаллами понимают тела, находимые в природе или получаемые искусственно (например, в лаборатории), которые под влиянием внутрен­них физико-химических процессов, присущих самому веществу этого тела получили форму плоскостных многогранников. Кристаллическое вещество, из которого состоят кристаллы, обладает одно­родностью, анизотропностью и способностью самоограняться, что и приводит к формированию природных кристаллов.

Под однородностью вещества понимается следующее: какую бы часть кристалла мы ни взяли, она будет обладать теми же физическими и химическими свойствами, что и любой другой такой же участок кристалла, взятый в любом месте кристалла, но так же ориентированный
в пространстве, как и первый.

Анизотропным называется однородное тело, в которое при оди­наковых свойствах по параллельным направлениям, в общем случае, обла­дает неодинаковыми свойствами по непараллельным направлениям. Весьма показательным примером анизотропности могут служить кристаллы слюды, которые легко расщепляются на тонкие пластинки лишь по одному направ­лению.

Способностью самоограняться, т. е. принимать форму пра­вильных многогранников в результате свободного роста в подходящей среде, обладают лишь кристаллы.

Изучение кристаллов показывает, что они по своей форме, как правило, симметричны. Это значит, что одну какую-либо часть кристалла можно совместить с другой его частью, мысленно повернув кри­сталл вокруг какой-либо оси на определенный угол или отразив одну часть в какой-либо плоскости (как в зеркале), разделяющей кристалл на две одинаковые части. В соответствии с этим следует различать оси симмет­рии и плоскости симметрии, а также центр симметрии. Оси, плоскости и центр симметрии именуются элементами симметрии.

Ось симметрии – прямая, около которой можно повернуть многогранник (кристалл) так, чтобы все точки поверхности его в новом положении в точности совпали с точками прежнего положения, т. е. чтобы при повороте кристалл как бы совместился сам с собой. Различаются двойные, трой­ные, четверные шестерные оси в зависимости от того, сколько раз-два, три, четыре или шесть – можно повернуть кристалл вокруг оси так, что он каждый раз будет принимать первоначальное положение. Оси симметрии обычно обозначаются символом L с цифрой вверху или внизу справа, указывающей порядок данной оси: L2, L3, L4 или L6. В решетчатых системах а, следовательно, и в кристаллах, невозможны оси пятого порядка и оси порядка выше шести (L5 и L7).

Плоскость симметрии – такая плоскость, которая делит многогранник (кристалл) на две зеркальноподобные части, причем зеркалом служит плоскость симметрии. Плоскость симметрии обозначается символом Р.

Центр симметрии – точка, которая лежит в середине многогранника (кристалла) и делит пополам все линии, которые соединяют равнозначныё точки поверхности кристалла. При наличии в кристалле центра симметрии каждой грани отвечает другая грань, равная и параллельная (обратно-параллельная) первой. Центр симметрии принято обозначать буквой С.

Различаются также зеркально-поворотные оси симметрии с помощью зеркально-поворотной оси симметрии можно привести кристалл в первоначальное положение следующим образом: сначала кристалл поворачивается вокруг оси на определенный угол, а затем мысленно разрезается плоскостью, перпендикулярной к этой оси, в которой каждая из частей отражается. Зеркально-поворотные оси обозначаются символом Л.

Кроме перечисленных выше элементов симметрии, необходимо еще ука­зать на понятие о единичных направлениях: единичным направлением на­зывается единственное не повторяющееся в кристалле направление.

Изучение кристаллов показывает, что существует лишь ограниченное число фигур, отвечающих тем или иным сочетаниям элементов симметрии. Совокупность элементов симметрии данной фигуры называется видом симметрии.

А. В. Гадолин, русский кристаллограф, в 1867 г. показал, что можно
себе представить существование лишь 32 видов симметрии, которые естественно группируются в 7 сингоний – триклинную, моноклинную, ромбическую или орторомбическую, тригональную-тетрагональную, гексагональную и кубическую.

Сингонией называется группа видов симметрии, обладающих одним или несколькими сходными элементами симметрии (с обязательным учетом осей выше второго порядка) при одинаковом числе единичных направлений.

Сингонии в свою очередь делятся на три категории или группы: низ­шую, среднюю и высшую.

Низшая сингония характеризуется отсутствием осей выше 2-го порядка и наличие нескольких единичных направлений (не меньше 3). К низшей группе относятся триклинная, моноклинная и ромбическая син­гонии.

Кристаллы средней группы имеют одно единичное на­правление, совпадающее с единственной осью выше второго порядка. К этой категории относятся тригональная, тетрагональная и гексагональная сингонии.

К высшей категории относятся все кристаллы, не имеющие еди­ничных направлений, у которых всегда несколько осей симметрии выше второго порядка.