赤铁矿的晶体化学特征演示教学

1、赤铁矿的晶体化学特征第一层第二层12121212123123123123第三层 六方最紧密堆积单位晶胞 立方最紧密堆积单位晶胞四面体空隙 八面体空隙 Fe3+-O2-阴阳离子间的静电引力计算F = KZ+Z-e 2/ ( Rc + Ra) （单位：库伦）式中F 阴离子与阳离子之间的静电引力，（C库伦）； Z+Z-阴阳离子的电价，ZFe3+=3 ；ZO2-=2 ； e 电子的电量，1.6 10 19 （C）； Rc 阳离子半径，Rc (Fe3+)=0.067nm=6. 710-11m ； Ra 阴离子半径，Ra (O2-)=0.132nm=1.3210-10 m； K 常数，9109Nm2/ C

2、2；求得 ： FFe-O = 6.94710-18 C= 100 1 - ex p - ( X Fe - X O ) 2/ 4 式中化合物中离子键的百分数; X Fe 铁原子的电负性，1.8； XO 氧原子的电负性， 3.5。 求得 =51.4 %Fe3+O2- 键离子键百分数的计算= ( KWkWa / CNd 2) 式中阴阳离子的键合强度; K 键合强度系数, 大小取决于共价程度; Wk 正离子电价，+3; Wa 负离子电价，-2; CN 正离子配位数=6，R+/R-=0.67/1.32=0.507; d Fe3+-O2-离子间距，1.99nm; 键合弱化系数, = 0.71.0 。相对键

3、合强度越大,键越牢固,矿物解理时键就越难断裂。Fe3+-O2-键的相对键合强度计算Fe3+-O2-平均键价的计算 S = ( R/ R0) N式中 S 键价； R 键长= R+R-=0.67+1.32=1.99 nm； R0为S=1时的R值，也称为单价键长； N为大于1的数值，N越大，S随R的变化就越敏感； R0 、N是与原子种类、价态有关的经验常数，查表求得； R0 （Fe3+）=1.78；N （Fe3+） =5.7 故 S = 0.529 每个原子所连各键的键价之和等于该原子的原子价。F = Z/ CNrc 2式中F 键力; Z 成键电子与核分开后, 原子核的电价数; CN 离子配位数;

4、rc 离子共价半径, 其中rcX= d - ( r0X + r0M ) / 2 + r0X rcM = d - ( r0X +r0M) / 2 + r0M d 离子间距; r0 鲍林离子半径, r0O =0.132, r0Fe=0.067; 离子键极性计算公式 = ( FO - FFe) / ( FO + FFe)式中FO 氧离子的键力; FFe 铁离子的键力; 键力的比值,越大,表示键的极性越大,所占的离子键成分越大。Fe3+-O2-离子键极性的计算赤铁矿的红外光谱478.80565.901042.861117.511457.601635.943435.94 0.5 1.0 1.5 2.0

5、2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0%Transmittance 1000 2000 3000 4000 Wavenumbers (cm-1)赤铁矿的zeta电位曲线45678910-16-12-8-4048表 面电位pH值石英的zeta电位曲线如何描述一种矿物的晶体化学特性通过试验结果及检测手段、理论分析得到以下矿物的晶体化学特性 1. 结点上粒子的化学组成（化学式）； 2. 粒子的化学特征（大小、半径、电负性、极化性质）； 3. 粒子间作用力（键类型、键参数描述）； 4. 晶胞或晶格构型（不同粒子配位数、晶体结构、晶胞参数等）； 5. 矿物表面活性位点及其化学性质（氧化还原性、溶液化学性质、热稳定性等）； 6. 检测手段： ICP、XFS、TEM、SEM、EDS、XRD、XPS、AMF、IR、TGA、 pH-动电位测定