Структура минералов

Основные структурные типы минералов.

Все многообразие кристаллических структур минералов можно свести к 5 типам, отличающихся характером расположения атомов.

1. Координационные структуры характеризуются одинаковыми расстояниями между атомами. Характерна металлическая или ионная связь. В таких структурах атомы металлов, анионы (О) или катионы образуют плотнейшую упаковку (Au, O – в гематите, Ca во флюорите).

2. Островные структуры характеризуются различными межатомными расстояниями. В этих структурах комплексные анионные радикалы или замкнутые молекулы представляют собой как бы отдельные «острова». Межатомные расстояния в пределах этих островов меньше, а прочность химической связи существенно больше, чем в остальной части структуры (ZnSiO₄).

3. Цепочечные структуры образованы бесконечными одномерными радикалами, которые состоят из линейно связанных координационных полиэдров. Расстояние между атомами в пределах цепочек меньше, а прочность химической связи больше, чем между цепочками. Если они сдвоены – ленточные структуры.

4. Слоистые (листовые) отличаются тем, что межатомные расстояния в пределах слоя меньше, а связи прочнее, чем между слоями.

5. Каркасные структуры характеризуются ажурным объемным соединением координационных полиэдров всеми общими вершинами или ребрами. В крупных пустотах каркаса могут располагаться большие по размерам атомы.

Выделяют 4 типа химических связей: металлическую, ковалентную, ионную и вандерваальсову (остаточную).

В з.к. наиболее распространенным анионом является О. Ион кислорода имеет большие размеры (1,35-1,42А), поэтому во всех кислородсодержащих минералах этот элемент резко преобладает по занимаемому объему под всеми другими химическими элементами. Отсюда следует, что структура кислородных соединений, как правило, определяется пространственным распределением ионов кислорода, а ионы других элементов, главным образом мелкие катионы, располагаются в интерситициях (промежуточных) между ионами кислорода. Be – 0,27, Mg – 0,72.

Другие анионы, типа S^2-, а тем более анионные группировки [CO₃^2-, SiO₄^4-] также по своим размерам значительно превышают размеры катионов, поэтому структура минералов определяется пространственным распределением анионов и анионных группировок, а катионы занимают промежутки между ними.

Таким образом, можно сказать, что многообразие кристаллических структур минералов определяется способом соединения анионов и анионных группировок в пространстве.

Среди множества кристаллических структур по характеру расположения атомов можно выделить 5 главных видов структур:

1) координационные структуры. Они отличаются одинаковыми расстояниями между атомами. Для структур этого типа характерна плотнейшая упаковка атомов – кубическая или гексагональная. Такую структуру имеют минералы с металлической или ионной связью. Например, структура одного из самородных металлов – Au определяется плотнейшей упаковкой атомов этого металла, структура гематита Fe₂O₃ – плотнейшей упаковкой катионов Ca (Ca>F). Тип химической связи – металлическая, ионная.

2) островные структуры. В этих структурах комплексные анионные радикалы или замкнутые молекулы существуют как отдельные структурные единицы и представляют собой как бы отдельные «острова». Отличаются различными межатомными связями. В пределах «островов» межатомные расстояния меньше, а сила и прочность химической связи существенно больше, чем между ними и связующими катионами или между молекулярными группировками (как в S). Химические связи ковалентные, ионные, вандерваальсовы.

3) цепочечные структуры. В этом типе структуры анионы и анионные радикалы образуют одномерные протяженные цепочки, соединяющиеся между собой катионами. Межатомные расстояния также различны. Расстояние между атомами в пределах цепочки меньше, а сила и прочность химической связи больше, чем между цепочками. Химические связи – ковалентная, ионная.

4) слоистые (листовые) структуры. Они отличаются тем, что межатомные расстояния в пределах слоя меньше, а связи прочнее, чем между слоями. Графит. Химические связи – ковалентные, вандерваальсовы.

4) каркасные структуры характеризуются ажурным объемным соединением анионов или анионных группировок. Структуры рыхлые с большими пустотами – в них большие катионы.

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 550; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!