种类不同,组成空间格子的形状和大小也不同,这样,就形成了千姿百态、物理和化学性质 不同的天然晶体世界。研究和统计表明,晶体有以下五种基本性质: 1、晶体的自范性(或称自限性) 指一切晶体在生长过程中,只要具备充分的空间条件,都能自发地形成规则的几何多面 体外形的性质。晶体的自范性为我们确定晶体的内部结构、进行晶体分类和鉴定宝石原石晶 体提供了宏观依据。如黄铁矿为立方体,祖母绿为六方柱状,金刚石为八面体等 2、晶体的均一性 对于某晶体,由于同一类型空间格子的周期性重复构筑,决定了晶体中任何一部分所表 现的物理化学性质的均一性。基于这一点,同一晶体上切下来的宝石材料都具有相同的物理 化学性质 3、晶体的各向异性 除立方格子外的其余格子,由于不同方向上质点性质和间距不同,因此,晶体在内部和 外部性质上也存在差异。如蓝宝石垂直柱体(光轴)切磨时,无二色性,而平行光轴切磨时, 则有二色性:又如蓝晶石在不同方向具有不同的硬度,其摩氏硬度随方向变化于5-7之间(图 1-3-3 图1-3-3蓝晶石的差异硬度 4、晶体的稳定性 指同一成分组成的结晶体物质处于最稳定的状态,即内部质点处于有规律的格子平衡位 置,具有最小的内能。对于无序状态的液体和气体,则随着时间的迁移,会有向有序结晶态 发展的趋势。晶体的这一特性,为宝石的长久保存提供了有利条件,也为不稳定的宝石(欧 泊)提出了需要保护的问题 5、晶体的对称性 对称现象在自然界极为常见,如蝴蝶和花冠。物体或图形的对称有两个基本特点,一是 有相同部分;二是这些相同部分呈现有规律的重复。如蝴蝶左右有两个相等部分,可以通过 镜面反映而彼此重合:;六个相同花瓣,可以通过垂直花冠的中心轴线旋转而呈现六次重复。 通过这种操作,使物体相同部分的有规律重复,称为对称 晶体同样是有对称性的,但严格受内部格子构造控制,晶体的对称性不仅表现在外部形 态上,也表现在物理性质上。晶体的对称规律为宝石鉴定提供了可靠的依据。 使物体或图形的相同部分重复出现的操作称为对称操作。在操作时,要借助一些假想的 几何要素,即点、线、面。点是对称中心(C),线是对称轴(L),面是对称面(P) (1)对称面(P):是一个假想平面,它可把晶体平分为镜像相等的两个部分(图1-3-4)
16 种类不同，组成空间格子的形状和大小也不同，这样，就形成了千姿百态、物理和化学性质 不同的天然晶体世界。研究和统计表明，晶体有以下五种基本性质： 1、晶体的自范性（或称自限性） 指一切晶体在生长过程中，只要具备充分的空间条件，都能自发地形成规则的几何多面 体外形的性质。晶体的自范性为我们确定晶体的内部结构、进行晶体分类和鉴定宝石原石晶 体提供了宏观依据。如黄铁矿为立方体，祖母绿为六方柱状，金刚石为八面体等。 2、晶体的均一性 对于某晶体，由于同一类型空间格子的周期性重复构筑，决定了晶体中任何一部分所表 现的物理化学性质的均一性。基于这一点，同一晶体上切下来的宝石材料都具有相同的物理 化学性质。 3、晶体的各向异性 除立方格子外的其余格子，由于不同方向上质点性质和间距不同，因此，晶体在内部和 外部性质上也存在差异。如蓝宝石垂直柱体（光轴）切磨时，无二色性，而平行光轴切磨时， 则有二色性；又如蓝晶石在不同方向具有不同的硬度，其摩氏硬度随方向变化于 5-7 之间（图 1-3-3）。 图 1-3-3 蓝晶石的差异硬度 4、晶体的稳定性 指同一成分组成的结晶体物质处于最稳定的状态，即内部质点处于有规律的格子平衡位 置，具有最小的内能。对于无序状态的液体和气体，则随着时间的迁移，会有向有序结晶态 发展的趋势。晶体的这一特性，为宝石的长久保存提供了有利条件，也为不稳定的宝石（欧 泊）提出了需要保护的问题。 5、晶体的对称性 对称现象在自然界极为常见，如蝴蝶和花冠。物体或图形的对称有两个基本特点，一是 有相同部分；二是这些相同部分呈现有规律的重复。如蝴蝶左右有两个相等部分，可以通过 镜面反映而彼此重合；六个相同花瓣，可以通过垂直花冠的中心轴线旋转而呈现六次重复。 通过这种操作，使物体相同部分的有规律重复，称为对称。 晶体同样是有对称性的，但严格受内部格子构造控制，晶体的对称性不仅表现在外部形 态上，也表现在物理性质上。晶体的对称规律为宝石鉴定提供了可靠的依据。 使物体或图形的相同部分重复出现的操作称为对称操作。在操作时，要借助一些假想的 几何要素，即点、线、面。点是对称中心（C），线是对称轴（L），面是对称面（P）。 （1）对称面（P）：是一个假想平面，它可把晶体平分为镜像相等的两个部分（图 1-3-4）
图1-3-4(a)和(b)对称面示意图 (2)对称轴(L):是通过晶体中心的一条假想的直线,晶体围绕它旋转一周,相同形 状出现2、3、4、6次。相对应分别称2次、3次、4次和6次对称轴。图1-3-5是将一根针 刺入一个正方形卡片中心,这个卡片围绕针旋转一周时,相同形状就出现4次,这根针就代 表4次对称轴。晶体上相同部分重复出现的次数越多,晶体的对称程度越高 图1-3-5对称轴示意图 图1-3-6具有对称中心的图形 (3)对称中心(C):是晶体内部的一个假想点,透过该点的直线两端等距离的地方有 晶体上相等部分存在(见图1-3-6)。 6、晶轴 为了描述晶体的形态,必须有某些固定线作为描述晶面相对位置的坐标系统,这些坐标 系统可认为是无限长的假想线,沿着与晶体对称性有关的某些限定方向穿过理想晶体。它们 相交在晶体内部被称为原点的一个点上。这些假想的线就称为晶轴,一般需要3个晶轴,但 有两个晶系需要4个晶轴 任何晶体所属的晶系均可由晶轴的数目、相对长度及倾斜角来确定。 3.4晶簇、晶系的划分 根据晶体对称中有无高次对称轴,以及高次对称轴的多少,可把晶体构成三个晶族 低级晶族:无高次对称轴,如LPC等 中级晶族:只有一个高次对称轴,如L4L25PC 高级晶族:有数个高次对称轴,如3L4L6L29PC 每个晶族又可按其特点进一步划分晶系,三个晶族共划为七个晶系(见表1-3-1)。 表1-3-1晶族、晶系划分表 高级晶族 方晶系 有数个高次对称轴(四个三次对称轴) 六方晶系 有一个六次对称轴 中级晶族 四方晶系 有一个四次对称轴 方晶系 有一个三次对称轴
17 图 1-3-4 （a）和（b）对称面示意图 （2）对称轴（L）：是通过晶体中心的一条假想的直线，晶体围绕它旋转一周，相同形 状出现 2、3、4、6 次。相对应分别称 2 次、3 次、4 次和 6 次对称轴。图 1-3-5 是将一根针 刺入一个正方形卡片中心，这个卡片围绕针旋转一周时，相同形状就出现 4 次，这根针就代 表 4 次对称轴。晶体上相同部分重复出现的次数越多，晶体的对称程度越高。 图 1-3-5 对称轴示意图 图 1-3-6 具有对称中心的图形 （3）对称中心（C）：是晶体内部的一个假想点，透过该点的直线两端等距离的地方有 晶体上相等部分存在（见图 1-3-6）。 6、晶轴 为了描述晶体的形态，必须有某些固定线作为描述晶面相对位置的坐标系统，这些坐标 系统可认为是无限长的假想线，沿着与晶体对称性有关的某些限定方向穿过理想晶体。它们 相交在晶体内部被称为原点的一个点上。这些假想的线就称为晶轴，一般需要 3 个晶轴，但 有两个晶系需要 4 个晶轴。 任何晶体所属的晶系均可由晶轴的数目、相对长度及倾斜角来确定。 3.4 晶簇、晶系的划分 根据晶体对称中有无高次对称轴，以及高次对称轴的多少，可把晶体构成三个晶族。 低级晶族：无高次对称轴，如 L 2 PC 等； 中级晶族：只有一个高次对称轴，如 L 4 4L2 5PC； 高级晶族：有数个高次对称轴，如 3L4 4L3 6L2 9PC。 每个晶族又可按其特点进一步划分晶系，三个晶族共划为七个晶系（见表 1-3-1）。 表 1-3-1 晶族、晶系划分表 晶 族 晶 系 对 称 特 征 高级晶族 立方晶系 有数个高次对称轴（四个三次对称轴） 中级晶族 六方晶系 四方晶系 三方晶系 有一个六次对称轴 有一个四次对称轴 有一个三次对称轴
斜方晶系 有二次对称轴或对称面多于一个 低级晶族 单斜晶系 有二次对称轴或对称面多于一个 无对称轴,无对称面 除了对称外,为了进一步描述晶体的形态,还必须有某些固定的线作为描述晶面相对位 置的坐标系统。这些坐标系统由无限延伸的线组成,沿着与晶体对称的某些方向穿过理想晶 体,它相交于晶体内部一个被称为原点的点上,这些假想的线被称为晶轴。一般晶系的晶体 需要三个晶轴,但六方晶系和三方晶系需要四个晶轴。根据晶轴和各晶系的对称特征,可将 七大晶系的特征描述如下 1、等轴晶系 该晶系的晶体有三个相等且相互垂直的晶轴,a=b=c,a=B=y=90°(见图1-3-7) 该晶系的晶体具有9个对称面,6个2次对称轴,4个3次对称轴,3个4次对称轴和1个 对称中心。理想的晶形是立方体,八面体及菱形十二面体等。常见的宝石是金刚石、石榴子 石、萤石、尖晶石、黄铁矿和方钠石等。 图 1-3-7 轴晶系及常见晶体 2、四方晶系 该晶系的晶体具有三个相互垂直的晶轴,其中二个晶轴长度相等,另一个不等,不等的 晶轴为纵轴,两个相等的晶轴为横轴,a=b≠c,a=B=Y=90°(见图1-3-8)。该晶系的晶 体具有5个对称面,5个2次对称轴,1个3次对称轴,1个对称中心。理想的晶体是四方 柱和四方双锥,代表宝石有锆石、方柱石和符山石等
18 低级晶族 斜方晶系 单斜晶系 三斜晶系 有二次对称轴或对称面多于一个 有二次对称轴或对称面多于一个 无对称轴，无对称面 除了对称外，为了进一步描述晶体的形态，还必须有某些固定的线作为描述晶面相对位 置的坐标系统。这些坐标系统由无限延伸的线组成，沿着与晶体对称的某些方向穿过理想晶 体，它相交于晶体内部一个被称为原点的点上，这些假想的线被称为晶轴。一般晶系的晶体 需要三个晶轴，但六方晶系和三方晶系需要四个晶轴。根据晶轴和各晶系的对称特征，可将 七大晶系的特征描述如下： 1、等轴晶系 该晶系的晶体有三个相等且相互垂直的晶轴，a=b=c，α=β=γ= 90°（见图 1-3-7）。 该晶系的晶体具有 9 个对称面，6 个 2 次对称轴，4 个 3 次对称轴，3 个 4 次对称轴和 1 个 对称中心。理想的晶形是立方体，八面体及菱形十二面体等。常见的宝石是金刚石、石榴子 石、萤石、尖晶石、黄铁矿和方钠石等。 图 1-3-7 等轴晶系及常见晶体 2、四方晶系 该晶系的晶体具有三个相互垂直的晶轴，其中二个晶轴长度相等，另一个不等，不等的 晶轴为纵轴，两个相等的晶轴为横轴，a=b≠c,α=β=γ=90°（见图 1-3-8）。该晶系的晶 体具有 5 个对称面，5 个 2 次对称轴，1 个 3 次对称轴，1 个对称中心。理想的晶体是四方 柱和四方双锥，代表宝石有锆石、方柱石和符山石等