结晶学与矿物学-湖北教育考试院.doc

湖北省高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：结晶学和矿物学 课程代码：08926 第一部分 课程性质与目标一、课程性质与特点“结晶学及矿物学”是地质、材料、珠宝等专业的专业基础课。该课程的性质特点是：理论性强，同时又具有实践性。在“结晶学”中，空间抽象概念多，因此理性思维很重要，但又要通过实践来建立空间概念；在“矿物学”中，各矿物具体特征多，因此归纳类比思维很重要，同时要通过实践认识矿物的各种物理现象及其内在联系。二、 课程目标与基本要求结晶学目标：掌握有关晶体对称的基础理论，基本要求：学会从晶体的宏观形态分析晶体的对称及晶体定向、单形名称及符号；矿物学目标：掌握矿物成分、结构、形态、物性、成因、用途的基础知识及其它们之间的相互联系，重点掌握三十种左右常见矿物的鉴定特征，基本要求：掌握肉眼鉴定矿物的技能，学会对一些矿物物理现象进行成因理论分析。三、 与本专业其他课程的关系 该课程是专业基础课。该课程以“数学”“物理”“化学”“普通地质学”课程为基础，该课程又是后续的“岩石学”“宝石学”等的基础。第二部分 考核内容与考核目标第一单元 结晶学（第一章第十章）第一章 晶体及结晶学 （一）重点：深入理解晶体的定义，理解晶体的基本性质。 识记：晶体的概念；理解：晶体概念中格子构造的含义；应用：从晶体结构中画出空间格子的方法。识记：晶体的六大基本性质；理解：晶体基本性质与格子构造的关系；应用：从格子构造分析某一基本性质的成因。（二）次重点：理解空间格子要素及其性质。识记：结点、行列、面网、最小平行六面体的概念；理解：相互平行的行列、面网上结点间距的关系，面网间距与面网密度的关系；应用：最小平行六面体的形状与晶胞参数的关系。第二章 晶体的测量与投影 （一）重点：面角守恒定律及其意义，识记：面角守恒定律；理解：面角守恒定律的内因；应用：面角守恒定律的意义。（三）一般：极射赤平投影的原理，利用吴氏网进行晶体投影。识记：投影球、投影面、投影轴、极距角、方位角的概念；理解：投影球、投影面、投影轴、极距角、方位角的空间关系和含义；应用：利用极距角、方位角在吴氏网进行晶体投影。第三章 晶体的宏观对称 （一）重点：熟练掌握对称面、对称轴、对称中心和旋转反伸轴，理解对称要素的组合定律，熟练掌握晶体对称分类体系。识记：对称面、对称轴、对称中心和旋转反伸轴的概念，对称型的概念；理解：能熟练地确定对称型及晶系；应用：能运用对称要素组合定律判断对称型对否。（三）一般：理解晶体对称的特点。理解晶体的对称定律。识记：晶体对称的3 个特点，理解：晶体对称特点的含义。识记：晶体的对称定律的概念；理解：能用几何图形说明晶体的对称定律。第四章 晶体定向与结晶符号 （一）重点：熟练掌握晶体定向的原则、各晶系晶体定向方法和晶体常数特点。掌握一些重要对称型的国际符号及其与对称型的一般符号（全面符号）的转换。掌握晶面的米氏符号。识记：晶体定向的原则、各晶系晶体定向方法和晶体常数特点；理解：能熟练地确定对称型、晶系后进行晶体定向。识记：对称型的国际符号的书写方法；理解：各晶系对称型国际符号三个序号位对应的方向；应用：国际符号与一般符号（全面符号）的转换。识记：晶面米氏符号的表示方法；理解：能从坐标系中确定某晶面的米氏符号。（二）次重点：理解整数定律的含义。识记：整数定律的概念；理解：整数定律的证明。第五章 单形与聚形 （一）重点：理解单形的概念，熟悉16种常见单形（平行双面、斜方柱、斜方双锥、三方柱、三方单锥、菱面体、四方柱、四方双锥、六方柱、六方双锥、立方体、八面体、四面体、五角十二面体、菱形十二面体）；理解几何单形与结晶单形的区别；理解单形相聚的条件及聚形的概念，熟练掌握各晶系晶体的聚形分析的步骤和方法。识记：单形的概念；理解：16种常见单形的形态特点与对称型。识记：聚形的概念；理解：单形相聚的条件；应用：判断那些单形可以相聚。 第六章 群论基础及其在晶体对称理论中的应用 不要求。第七章 晶体内部结构的微观对称 （二）次重点：理解空间格子和晶胞的概念，熟悉各晶系晶胞参数的特点、四种格子类型（P、C、I、F）和十四种空间（布拉维）格子，能看懂空间群的国际符号。识记：空间格子、晶胞、晶胞参数的概念；理解：空间格子、晶胞、晶胞参数与晶系的关系；应用：空间格子的具体画法（能从点阵中画出平行六面体），微观画格子与宏观选择晶轴的对应关系。识记：格子类型的概念；理解：只有十四种空间（布拉维）格子的原因；应用：举例说明只有十四中空间格子的推导过程。第八章 晶体生长简介 （二）次重点：理解科塞尔理论（层生长理论）、螺旋生长理论，理解布拉维法则。识记：科塞尔理论（层生长理论）、螺旋生长理论的概念和生长过程描述；理解：从生长质点成键难易解释这两种生长过程；应用：对比分析这两种生长模型。识记：布拉维法则的概念；应用：从面网密度与生长速度解释布拉维法则。第九章 晶体的规则连生 （一）重点：掌握双晶的概念，双晶轴、双晶面、双晶接合面、双晶类型、双晶律和双晶的识别方。识记：双晶、双晶轴、双晶面、双晶接合面、双晶类型、双晶律的概念；理解：在模型上能找出一些双晶律的双晶轴、双晶面。（二）次重点：了解晶体的平行连晶、浮生与交生。识记：晶体的平行连晶、浮生与交生的概念；理解：晶体的平行连晶、浮生与交生的内部结构关系。第十章 晶体化学简介 （一）重点：理解最紧密堆积原理及其意义，理解类质同象、同质多象、多型现象和有序-无序结构。识记：最紧密堆积原理的概念、过程，适用的化学键类型；理解：六方和立方这两种最紧密堆积方式的区别，其中的四面体空隙和八面体空隙的数目和分布，配位数和配位多面体的概念；应用：最紧密堆积原理在分析一些简单晶体结构的应用。识记：类质同象、同质多象、多型现象和有序-无序结构的概念；理解：分析这些概念的影响因素、内部结构原因、外部条件原因等；应用：分析一些具体矿物中的这些现象。（二）次重点：了解晶格类型。识记：五种晶格类型及其物理性质；理解：举例说明这五种晶格类型的晶体并说明其物理性质的原因。第二单元 矿物学（第十一章第二十三章） 第十一章 矿物及矿物学 （一）重点：矿物的概念。识记：矿物的概念；理解：矿物概念中三个关键内容的含义；应用：判断物质是否为矿物。第十二章 矿物的化学成分 （一）重点：矿物中“水”的类型，矿物的晶体化学式的书写原则及其含义。 识记：矿物中“水”的三种类型及两种过渡类型；理解：各种类型“水”在晶体结构中存在形式及稳定性；应用：举例说明各种类型“水”。识记：矿物晶体化学式的书写原则；理解：读懂晶体化学式中的各种符号的含义。（二）次重点：地壳中化学元素的丰度及离子类型在矿物学中的意义。识记：克拉克值、丰度最高的前8种元素、分散元素与聚集元素，三种离子类型及其所形成的矿物种类；理解：地壳中化学元素的丰度对地壳中矿物含量、元素存在形式的影响。第十三章 矿物的形态 （一）重点：矿物形态的类型，描述矿物形态的方法。识记：矿物单体形态的概念：晶习、各种晶面花纹，矿物集合体形态的概念：各种显晶集合体名词、隐晶集合体名词；理解：晶习、各种晶面花纹与晶体结构、对称性的关系，隐晶集合体的成因方式；应用：举例说明一些矿物晶体形态的形成机理。第十四章 矿物的物理性质 （一）重点：矿物的颜色（自色、他色和假色）、条痕、光泽和透明度，矿物解理、裂开、断口、硬度、相对密度，熟练掌握其描述方法、等级划分。识记：矿物的颜色（自色、他色和假色）、条痕、光泽和透明度的概念，矿物解理、裂开、断口、硬度、相对密度的概念，这些物理性质观察方法和划分等级方法；理解：颜色、条痕、光泽和透明度的关系，解理、裂开、断口的关系。第十五章 矿物的成因 （一）重点：矿物组合、共生、伴生、世代和生成顺序，标型矿物和矿物标型特征。识记：矿物组合、共生、伴生、世代和生成顺序的概念；应用：矿物组合、共生、伴生、世代和生成顺序的判断。识记：标型矿物和矿物标型特征的概念；理解：标型矿物和矿物标型特征的区别；应用：举例说明一些标型矿物和矿物的标型特征。（二）次重点：矿物的变化，假像和副像。识记：矿物成分变化、结构变化的各种方式，假像和副像的概念；应用：举例说明矿物成分变化、结构变化的现象。第十六章 矿物的鉴定和研究方法简介 （三）一般：矿物成分、结构、形貌等研究的一些主要测试方法（包括送样要求、适用范围、灵敏度）。第十七章 矿物的分类和命名 （二）次重点：矿物的晶体化学分类体系，矿物种、亚种、异种（或变种）。识记：矿物划分大类、类（亚类）、族（亚族）、种（亚种或异种（变种）的依据，矿物种、亚种、异种（或变种）的概念；应用：举例说明矿物的晶体化学分类体系。（三）一般：矿物的命名原则与习惯。第十八章 自然元素大类 （一）重点：自然金、金刚石、石墨。识记：自然金、金刚石、石墨的化学成分、晶体结构特点、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型、某些特殊应用；理解：它们的结构与物理性质的关系，金刚石与石墨结构关系分析，自然金属元素类矿物的共性分析。（三）一般：自然硫、自然铋。识记：自然硫、自然铋、富勒烯及纳米碳管的化学成分、晶体结构特点、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型、某些特殊应用；理解：它们的结构与物理性质的关系。第十九章 硫化物及其类似化合物大类 （一）重点：方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿。识记：方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿的化学成分（包括有特殊意义的类质同像化学元素）、晶体结构特点、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型、某些特殊应用；理解：它们的结构与物理性质的关系，简单硫化物与复硫化物矿物的物理性质上的区别以及导致这种区别的结构原因。（二）次重点：磁黄铁矿、雌黄、雄黄、毒砂、辉钼矿。识记：磁黄铁矿、雌黄、雄黄、毒砂、辉钼矿的化学成分、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型（包括标型矿物）、某些特殊应用。第二十章 氧化物和氢氧化物大类 氧化物：（一）重点：刚玉、赤铁矿、石英及其异种、磁铁矿识记：刚玉、赤铁矿、石英及其异种、磁铁矿的化学成分、晶体结构特点、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型、某些特殊应用；理解：它们的结构与物理性质的关系，弄懂正尖晶石型和反尖晶石型结构。（二）次重点：金红石、锡石、软锰矿、蛋白石、黑钨矿、铬铁矿识记：金红石、锡石、软锰矿、蛋白石、黑钨矿、铬铁矿的化学成分、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型、某些特殊应用。氢氧化物：（一）重点：铝土矿、褐铁矿、硬锰矿识记：铝土矿、褐铁矿、硬锰矿的化学成分特点、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型、某些特殊应用；理解：它们不是矿物种而是细分散多矿物集合体。第二十一章 含氧盐大类（一）-硅酸盐类 硅酸盐晶体化学通论：（一）重点：硅氧骨干形式及其对硅酸盐矿物的晶体结构、晶体化学、形态、物理性质等的影响识记：硅氧骨干的四种形式，各种骨干形式的化学式通式；理解：硅氧骨干中桥氧、非桥氧的数目及其对晶体结构的影响，骨干相互连接对晶体结构的影响，骨干形式对结构的紧密度、类质同像、形态、物理性质的影响；应用：对某些具体的硅酸盐矿物如岛状结构橄榄石、架状结构长石的晶体结构、物理性质的分析。（二）次重点：铝在硅酸盐晶体结构中的特殊作用识记：铝的双重性的概念；理解：铝的双重性的原因（内因和外因）；应用：举例说明铝的双重性。岛状结构硅酸盐：（一）重点：橄榄石、绿柱石识记：橄榄石、绿柱石的化学成分、晶体结构特点、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型、它们的宝石应用；理解：它们的结构与物理性质的关系。（二）次重点：锆石，石榴子石，红柱石、蓝晶石、电气石识记：锆石，石榴子石，红柱石、蓝晶石、电气石的化学成分、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型、宝石应用。链状结构硅酸盐：（一）重点：普通辉石、普通角闪石识记：普通辉石、普通角闪石的化学成分、晶体结构特点、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型；理解：对比普通辉石、普通角闪石的结构异同，以及由结构的异同导致物理性质异同。（二）次重点：透辉石、硬玉、透闪石阳起石、硅灰石识记：透辉石、硬玉、透闪石阳起石、硅灰石的化学成分、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型、硬玉、阳起石的玉石应用。层状结构硅酸盐：（一）重点：高岭石、白云母、黑云母识记：高岭石、白云母、黑云母的化学成分、晶体结构特点、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型、某些应用；理解：结构对物理性质的影响，层状硅酸盐中多型的表示方法及产生原因。（二）次重点：蛇纹石、滑石、叶腊石、绿泥石、粘土矿物识记：蛇纹石、滑石、叶腊石、绿泥石的化学成分、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型，粘土矿物的概念与应用；理解：粘土矿物的一些应用与其晶体结构的关系。（三）一般：金云母、锂云母、蒙脱石、蛭石识记：金云母、锂云母、蒙脱石、蛭石的化学成分、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型。架状结构硅酸盐：（一）重点：微斜长石、斜长石识记：微斜长石、斜长石的化学成分，碱性长石与斜长石两个类质同像序列的含义，晶体结构特点、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型，长石有序度、三斜度的概念；理解：结构对物理性质的影响，长石有序化过程、有序化对结构的影响。（二）次重点：透长石、正长石、沸石识记：透长石、正长石、沸石的化学成分特点，透长石-正长石-微斜长石的关系、物理性质特点（鉴定特征）、成因类型，沸石的应用领域。第二十二章 含氧盐大类（二） （一）重点：方解石识记：方解石的化学成分、晶体结构特点及其与文石的同质多像关系、物理性质（鉴定特征）、成因特点；理解：结构对物理性质的影响。（二）次重点：白云石、孔雀石、重晶石、石膏、硬石膏识记：白云石、孔雀石、重晶石、石膏、硬石膏的化学成分特点、物理性质特点（鉴定特征）、成因特点。第二十三章 卤化物大类 （二）次重点：萤石、石盐识记：萤石、石盐的化学成分特点、物理性质特点（鉴定特征）、成因特点。第三部分 有关说明与实施要求一、考核的知识层次与能力层次表述：本大纲在考核目标中，按照“重点”、“次重点”、“一般”三个知识层次，此三层次在命题中的固定比重分别为：65% ，25%，10%。本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是： 识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。二、教材1、指定教材赵珊茸主编，结晶学及矿物学，北京：高等教育出版社，20042、 参考教材1、 潘兆橹主编，结晶学及矿物学（第2版、第3版），北京：地质出版社，1984，19932、王根元编，矿物学，武汉：中国地质大学出版社，19893、罗谷风等编，基础结晶学与矿物学，南京：南京大学出版社 19934、罗谷风编，结晶学导论，北京：地质出版社，19855、陈武，季寿元编，矿物学导论，北京：地质出版社，19856、秦善 编著：晶体学基础，北京大学出版社，20047、秦善，王长秋 编著：矿物学基础，北京大学出版社，20058、梁栋材 著：X射线晶体学（第二版），科学出版社，20069、陈平 主编：结晶矿物学，化学工业出版社，200510.Putnis. A., Introduction to mineral sciences. Cambridge: Cambridge University Press, 199211.Hibbard M. J., Mineralogy-A Geologists Point of View, New York: McGraw-Hill Higher Education, 2002三、自学方法指导1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点的三个层次要求，将主要精力放在“重点”知识点层次上，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。对于每个知识层次，则应该按照能力层次要求，由识记-理解-应用的过程进行逐步学习。2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。四、对社会助学的要求1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点，以及各知识点的层次要求。 2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。 3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通的方法。 5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。 6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。 7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。 8、助学学时：本课程共2学分，建议总课时36学时，其中助学课时分配如下： 章 次 内 容 学 时 1晶体及晶体学22晶体的测量与投影23晶体的宏观对称24晶体的定向与结晶符号25单形与聚形27晶体内部结构的微观对称28晶体生长1.59晶体的规则连生1.510晶体化学311矿物及矿物学0.512矿物的化学成分1.513矿物的形态114矿物的物理性质315-17矿物的成因、测试、命名等218-19自然元素、硫化物220氧化物、氢氧化物221硅酸盐422-23碳酸盐、卤化物2合 计36五、关于命题考试的若干规定1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：识记为 30 %、理解40 %、和应用为 30 。3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2：3：3：2。4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占65%，次重点占25%，一般占10%。5、试题类型一般分为： 名词解释、 填空、选择、简答、作图等题型 。6、考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格。六、题型示例（一）单项选择题1、钾长石属于（ ） a. 铝硅酸盐； b. 铝的硅酸盐； c. 铝的铝硅酸盐 d、钾硅酸盐 （二）、填空1、 方解石有 组解理，斜长石有 组解理。（三）、名词解释1、 晶体（四）简答题：1、对比硫化物与氧化物在物理性质与成因上的区别。（五）、作图题：1、画出空间格子中的一个面网，并画出一个正六边形网格，在此六边形网格上再画出一个面网。