第八章 矿物的化学成分2007.ppt

1、第八章 矿物的化学成分,矿物的化学成分类型,胶体矿物及其特征,矿物的化学式,水在矿物中的存在形式,元素的离子类型,地壳的化学成分,一、地壳的化学成分,丰度：各种元素在地壳中的平均含量 质量克拉克值：地壳中化学元素平均含量的质量百分数称为克拉克值或质量克拉克值。 原子克拉克值：各种元素的原子在地壳中所有元素的总原子数种所占百分数。,二、元素的离子类型,1.惰性气体型离子 2. 铜型离子 3. 过渡型离子,三、 矿物的化学成分类型 mineral chemistry component type,化学 组成 特点,单质,化合物,简单化合物 由一种阳离子和一种 阴离子组成,复化合物 由两种以上的阳离

2、子 和同种阴离子或络阴 离子组成,单盐化合物 由一种阳离子和一种络阴 离子（酸根）组成,复化合物 由两种以上的阳离子和同种络阴离子组成,由一种元素的原 子组成的矿物,化学 组成 变化,化学组成 基本固定的矿物,非化学 计量矿物,化学组成 不固定的矿物,类质同象矿物,含层间水和沸石水矿物,胶体矿物,四、胶体矿物及其特征 colloid mineral and its characters,胶 体,细 分 散 系,非晶质 无规则几何外形 可变性和复杂性,极大比表面积 带电荷 选择性吸附,胶体的特点,胶体矿物的特点,胶体,胶体矿物形成 海滨地带和岩石风化壳中,胶体及胶体矿物的特点,矿物/岩石,风化,

3、胶体溶液,凝聚,蒸发/中和,胶体矿物,五、 水在矿物中的存在形式existence form of aquifer in mineral,根据水是否参加矿物晶格而把水分为三类 不参加矿物晶格的水：吸附水 参加矿物晶格的水：结晶水和结构水 过渡类型的水：层间水和沸石水,中性水，不带电荷，不进入矿物晶体结构，存在于矿物的表面、裂隙中，失水温度很低（0-110之间）。含量不固定，随环境温度和湿度而变，不计入化学式(胶体水除外) 。吸附水的存在不影响矿物的结构,吸附水,以中性水分子的形式存在于晶体结构中，有固定的位置和配位数，有固定的含量，失水温度高（110-230），失水后不再获得，并影响矿物的结构

4、和性质。 结晶水多出现于具有大半径络阴离子的含氧盐矿物中，有一个或几个固定的脱水温度 ， Cu(H2O)5SO4Cu(H2O)3SO4Cu(H2O)SO4CuSO4 胆矾(三斜) 三水胆矾(单斜) 泼水胆矾(单斜) 铜锭石（斜方）,30C,100C,400C,结晶水,结构水,以H+, H3O+, (OH)-形式存在于晶体结构中。有固定的位置和确定的含量比 ，失水温度高（500,600-1200），失水后，很难重新得到。失水后，离子发生重新排列，变为另一种矿物，矿物中结构水的作用 （1）平衡晶体中多余的电荷 （2）充填结构空隙 高岭石 Al4Si4O10(OH)8,层间水和沸石水,以中性水分子的

5、形式存在于层状硅酸盐结构单元层之间（层间水）或架状结构硅酸盐沸石族矿物结构的孔隙和空洞中（沸石水）。参与晶格但含量与吸附阳离子的种类以及环境的温度和湿度有关，介于结晶水和吸附水之间。 有一定的配位数，失水后，矿物结构基本不变，只是矿物的物理化学性质发生一些变化，失水温度低，失水后可以重新获得,六、矿物的化学式,1、矿物化学式的表示方法,实验式：表示组成矿物的元素种类及其原子数之比 仅表示出组成矿物的元素种类及其原子数之比 忽略了矿物中的次要组分 不能反映原子在矿物结合中的关系。,晶体化学式: 表明矿物中各组分的种类及数量比及 其在矿物结构中的占位,黄铁矿 FeS2 绿柱石 Be3Al2Si6O

6、18或3BeO Al2O3 6SiO2,石膏 CaSO42H2O 绿柱石 Be3Al2Si6O18,矿物的晶体化学式可以反映出成分与结构的关系,2、晶体化学式的写法,阳离子写在化学式的开始，在复盐中的阳离子要用碱性 的强弱顺序排列 CaMgCO3；当阳离子为同一种元素而 具有不同价态或不同配位体时，要将低价的离子置于高 价的离子之前写Fe2+Fe3+2O4 阴离子接着写在阳离子的后边，络阴离子则要用括起来 附加阴离子通常写在主要阴离子或络阴离子的后面 含水化合物的水分子写在化学式的最后面，并用“”把它 与矿物中的其它组份分开。当含水量不定时，常用nH2O 或aq表示，如蛋白石SiO2 nH2O 互为类质同象的离子用( )括起来，并按其含量由多到少 的顺序排列，中间用逗号隔开,3、晶体化学式的计算,实验式,首先用单矿物化学全分析所得的各组分重量百分数除以各相应组分的原子量（或分子量）将所得商数化为简单整数比，最后用这些整数标定各相应组分的相对含量,黄铜矿试验式的计算过程,晶体化学式,1、将各组分重量百分数除以其分子量得出各组分的分子数 2、用每个组分的分子数乘上述该组分中的氧原子系数，求 出每个组分的氧原子数 3、用每个组分的分子数乘上述该组分中的阳离子系数，求 出每个组分的阳离子的原子数 4