晶体结构和礦物

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晶体结构和礦物之间的区别

晶体结构 vs. 礦物

晶体结构是指晶体的周期性结构。固体材料可以分为晶体、准晶体和非晶体三大类，其中，晶体内部原子的排列具有周期性，外部具有规则外形，比如钻石（图）。 Hauy最早提出晶体的規則外型是因为晶體内部原子分子呈規則排列，比如鑽石所具有的完美外形和優良光学性質就可以歸結為其内部原子的規則排列。20世紀初期，勞厄發明X射線衍射法，從此人們可以使用X射线來研究晶體内部的原子排列，其研究结果進而證實了Hauy的判斷。 晶體内部原子排列的具体形式一般稱之为晶格，不同的晶体内部原子排列稱為具有不同的晶格結構。各種晶格結構又可以歸納為七大晶系，各種晶系分别与十四種空間格（稱作布拉维晶格）相對應，在宏观上又可以归结为三十二种空间点群，在微观上可进一步细分为230个空间群。 对于晶体结构的研究是研究固体材料的宏观性质及各种微观过程的基础。專門研究分子結晶結構的科學稱為晶體學，經常應用在化學、生物化學與分子生物學。. 物是是指在地质作用下天然形成的結晶狀纯净物（单质或化合物）。绝对的纯净物是不存在的，所以这里的纯净物是指物质化學成份相对单一的物质。矿物是组成岩石的基础（像石英、长石、方解石都是常见的造岩矿物），但礦物和岩石不同，礦物可以用其化學式表示，而岩石是由許多礦物及非礦物所合成，沒有一定的化學式。 礦物多半是非生物產生的无机化合物，一般为固体，有有序的原子結構，但也有液态的矿物，如汞（水銀）。有關礦物的精確定義尚有爭議，有爭議的是非生物產生，以及有序原子結構這二個條件。像褐鐵礦、黑曜岩等類似礦物，但沒有的物筫，會稱為準礦物。 研究礦物的自然科學稱為礦物學。世界上超過5300種，其中5,070種已由国际矿物学学会（IMA）批准過。地壳中有超過75%由是矽和氧組成，因此許多的矿物是硅酸盐矿物。礦物可以依其物理性質及化學性質區分，可以依其化學成份及晶體結構分為幾類，而在礦物形成時的溫度壓力等因素會影響其中一些性質。岩石所在的溫度、壓力及其主成份的變化，都會影響其中的礦物。也有可能礦物的主成份不變，但其中的礦物因溫度壓力改變而變化。 礦物可以用許多的物理性質來描述，而這些性質也和其化學結構及組成有關。常見的礦物物理性質有晶體結構及晶体惯态、硬度、光澤、透明度、顏色、條痕、韌性、解理、斷口、裂理（parting）及比重。進一步的特性包括對酸的反應、磁性、氣味或味道，以及放射性。 礦物可以依其主要化學成份分類，最主要的兩種分類系統分別是Strunz礦物分類及Dana礦物分類。矽酸鹽可以依其化學結構的同質多晶形性再細分為六小類。所有的矽酸鹽都有4−的矽酸根四面體，是一個矽原子和四個氧原子以四面體的方式鍵結。矽酸鹽又可以分為原矽酸鹽（orthosilicates，矽酸根沒有聚合）、二矽酸鹽（disilicates，二個矽酸根互相聚合）、环状硅酸盐（cyclosilicates，環狀的矽酸根）、链状硅酸盐（inosilicates，鏈狀的矽酸根）、层状硅酸盐（phyllosilicates，層狀的矽酸根）及網矽酸鹽（tectosilicates，三維的矽酸根結構）。其他重要的礦物分類有、、、、碳酸鹽、、。.

单质

单质是由同种元素组成的纯净物。元素在单质中存在时称为元素的游离态。 一般来说，单质的性质与其元素的性质密切相关。比如，很多金属的金属性都很明显，那么它们的单质还原性就很强。不同种类元素的单质，其性质差异在结构上反映得最为突出。 与单质相对，由多种元素组成的物质叫做化合物。.

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三斜晶系

三斜晶系的矿物既无对称轴也无对称面，有的属于该晶系的矿物甚至连对称中心也没有。三个结晶轴均斜交α≠β≠γ≠90o;a≠b≠c.主折射率有三个方向并且与结晶轴无关。.

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化合物

化合物（Chemical compound）是由兩種以上的元素以固定的質量比通过化學鍵结合在一起的化學物質。化合物可以由化學反應分解為更簡單的化學物質。像甲烷（CH4）、葡萄糖（C6H12O6）、硫酸鉛（PbSO4）及二氧化碳（CO2）都是化合物。 化合物是純物質分类下的一类，与元素和混合物相对。尽管有些情况下化合物的实际情况会与上述定义背离，如组成元素随制备方法而改变，内部结构并不均一，不同核素的分布并不固定等等，但一般仍认为它们属于化合物的范畴。另外，化合物中各元素的摩尔比并不一定是整数，某一元素也可呈不同的价态，例如非整比化合物和混合价态化合物。 化學元素的單質即使由幾個原子形成雙原子分子或多原子分子（如H2, S8），也不是化合物。 除特别不活泼的稀有气体氦和氖外，其他所有稳定元素都已制成了化合物。稀有气体化合物的制备曾费了一些周折。第一個稀有气体化合物六氟合铂酸氙是在1962年才製備而得。.

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六方晶系

六方晶系（hexagonal crystal system），有一个6次对称轴或者6次倒转轴，该轴是晶体的直立结晶轴C轴。另外三个水平结晶轴正端互成120°夹角。轴角α.

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四方晶系

四方晶系，也叫正方晶系，它具有一个4次对称轴，该轴是晶体的直立对称轴C轴，另外两个水平对称轴和C轴相互垂直相交。轴角α.

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硫化物

无机化学中，硫化物指电正性较强的金属或非金属与硫形成的一类化合物。大多数金属硫化物都可看作氢硫酸的盐。由于氢硫酸是二元弱酸，因此硫化物可分为酸式盐（HS−，氢硫化物）、正盐（S2−）和多硫化物（Sn2−）三类。 有机化学中，硫化物（英文：Sulfide）指含有二价硫的有机化合物。根据具体情况的不同，有机硫化物可包括：硫醚（R-S-R）、硫酚/硫醇（Ar/R-SH）、硫醛（R-CSH）、硫代羧酸（S取代羧基中的一个或两个O，如R-CO-SH、R-CS-SH）和二硫化物（R-S-S-R）等。参见有机硫化合物。.

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立方晶系

立方晶系，也叫等轴晶系，它有4个三重对称轴以及3个互相垂直的4次对称轴或者3个相互垂直的二重对称轴。其中的3个互相垂直的4次对称轴或者3个相互垂直的二重对称轴是晶体结晶轴。轴角α.

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萤石

螢石（Fluorite），又称氟石，是一种矿物，其主要成分是氟化钙（CaF2），含杂质较多。其中的鈣常被釔和鈰等稀土元素替代，此外还含有少量的Fe2O3、SiO2和微量的Cl、O3和He等。自然界中的萤石常显鲜艳的颜色，硬度比小刀低。螢石可以用于制备氟化氢：CaF2 + H2SO4 → CaSO4+ 2HF；它的折射率和色散极低，对红外线、紫外线的透过性能高，适合做光学元件。但天然萤石晶体往往不纯，混有杂质，而且体积不足以制造大型光学元件，所以人工结晶萤石成为了製造鏡頭所用低色散光學元件的材料之一。.

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钻石

鑽石（古希腊文：ἀδάμας；法文、德文：Diamant；英文：Diamond），化学和工业中称为金剛石。鑽石是碳元素组成的無色晶体，為目前已知的自然存在的最硬物質。.

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金属

金属是一种具有光泽（对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、传热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。由於金屬的電子傾向脫離，因此具有良好的導電性，且金属元素在化合物中通常帶正价電，但當溫度越高時，因為受到了原子核的熱震盪阻礙，電阻將會變大。金屬分子之間的連結是金屬鍵，因此隨意更換位置都可再重新建立連結，這也是金屬伸展性良好的原因之一。 在自然界中，絶大多數金屬以化合態存在，少數金屬例如金、銀、鉑、鉍可以游離態存在。金屬礦物多數是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽及矽酸鹽。 屬於金屬的物質有金、銀、銅、鐵、鋁、錫、錳、鋅等。在一大氣壓及25攝氏度的常温下，只有汞不是固體（液態），其他金属都是固體。大部分的純金屬是銀色，只有少數不是，例如金為黄色，銅為暗紅色。 在一些個別的領域中，金屬的定義會有些不同。例如因為恆星的主要成份是氫和氦，天文學中，就把所有其他密度較高的元素都統稱為「金屬」。因此天文學和物理宇宙學中的金屬量是指其他元素的總含量。此外，有許多一般不會分類為金屬的元素或化合物，在高壓下會有類似金屬的特質，稱為「金屬性的同素異形體」。.

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金红石

金红石（英语：rutile）是一种二氧化钛为主要成分的矿石。名称起源于拉丁语rutilus。里面所含的二氧化钛晶体属于属四方晶系。是二氧化钛最稳定的构型。此外，二氧化钛还有板钛矿和锐钛矿。 金红石晶体质脆。通常略带红色，也有略带黄色，蓝色或紫色的晶体。 金红石具有平行于柱面的两组不明显的解理。主要见于砂矿中，亦见于火成岩及片麻岩等变质岩中。 主要用于提取钛和制造白色颜料。 File:Rutyl, Madagaskar S Spirifer.jpg| File:Rutiles Brazil.jpg.

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X射线

--（X-ray），又被称为爱克斯射线、艾克斯射线、伦琴射线或--，是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间（对应频率范围30 PHz到30EHz）的电磁辐射形式。X射线最初用于医学成像诊断和X射线结晶学。X射线也是游離輻射等这一类对人体有危害的射线。 X射線波長範圍在較短處與伽馬射線較長處重疊。.

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正交晶系

正交晶系，也叫斜方晶系。 该晶系特点是没有高次对称轴，二次对称轴和对称面总和不少于三个。晶体以这三个互相垂直的二次轴或对称面法线为结晶轴。α.

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氧化物

氧化物，是负价氧和另外一个化學元素組成的二元化合物，例如氧化鐵（Fe2O3）或氧化鋁（Al2O3），通常經由氧化反應產生。氧化物在地球的地殻極度普遍，而在宇宙的固體中也是如此。 氧离子（O2−）是氢氧根（OH−）离子的共轭碱，存在某些氧化物离子晶体中。自由的氧离子具强碱性（pKb ~ -22），在水溶液中是不稳定的。 氧化物中的氧元素应该呈负氧化态。如果含氧二元化合物中的氧为正氧化态，例如二氟化二氧（O2F2）和二氟化氧（OF2），则它们一般称为氟化物，而非氧化物。.

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