矿物晶体化学
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矿物晶体化学式计算方法矿物晶体化学式计算方法一、有关晶体化学式的几个基本问题1.化学通式与晶体化学式化学通式(chemical formula)是指简单意义上的、用以表达矿物化学成分的分子式,又可简单地称为矿物化学式、矿物分子式。
晶体化学式(crystal-chemical formula)是指能够反映矿物中各元素结构位置的化学分子式,即能反映矿物的晶体化学特征。
举例:(1)钾长石的化学通式为:KAlSi3O8或K2O⋅Al2O3⋅6SiO2,而其晶体化学式则必须表示为K[AlSi3O8];(2)磁铁矿的化学式可以写为:Fe3O4,但其晶体化学式为:FeO⋅Fe2O3。
(3)具Al2SiO5化学式的三种同质多像矿物:红柱石、蓝晶石和夕线石具有不同的晶体化学式:2. 矿物中的水自然界中的矿物很多是含水的,这些水在矿物中可以三种不同的形式存在:吸附水、结晶水和结构水。
层间水等。
由于H3O+与K+大小相近,白云母KAl2[AlSi3O10](OH)2在风化过程中K+易被H3O+置换形成水云母(K, H3O+)Al2[AlSi3O10](OH)2。
由于结晶水和结构水要占据一定的矿物晶格位置,所以在计算矿物晶体化学式要考虑它们的数量。
3. 定比原理定比是指组成矿物化学成分中的原子、离子、分子之间的重量百分比是整数比,即恒定值。
举例:(1) 某产地的磁铁矿的化学分析结果为:FeO=31.25%,Fe2O3=68.75%,已知它们的分子量分别为:71.85和159.70。
因此,FeO和Fe2O3的分子比为:FeO:Fe2O3=(31.25/71.85):68.75/159.70)=1.01:1因此,磁铁矿的化学式可写为:FeO Fe2O3或Fe3O4。
(2) 某金绿宝石的化学成分为BeO=19.8%,Al2O3=80.2%,它们的分子量分别为25和102,因此两者之间的分子比为:BeO:Al2O3=(19.8/25) 80.2/102)=1:1金绿宝石的化学式可简写为BeO Al2O3或BeAl2O4。
------------------------------------------------------------精品文档-------------------------------------------------------- 成岩成矿矿物学––矿物晶体化学式计算方法矿物晶体化学式计算方法一、有关晶体化学式的几个基本问题1.化学通式与晶体化学式化学通式(chemical formula)是指简单意义上的、用以表达矿物化学成分的分子式,又可简单地称为矿物化学式、矿物分子式。
晶体化学式(crystal-chemical formula)是指能够反映矿物中各元素结构位置的化学分子式,即能反映矿物的晶体化学特征。
举例:(1)钾长石的化学通式为:KAlSiO或KO?AlO?6SiO,而其晶体化学式则282332必须表示为K[AlSiO];83(2)磁铁矿的化学式可以写为:FeO,但其晶体化学式为:FeO?FeO。
3432(3)具AlSiO化学式的三种同质多像矿物:红柱石、蓝晶石和夕线石具有不同的晶52体化学式:2. 矿物中的水自然界中的矿物很多是含水的,这些水在矿物中可以三种不同的形式存在:吸附水、结晶水和结构水。
吸附水:吸附水以机械吸附方式成中性水分子状态存在于矿物表面或其内部。
吸附水不参加矿物晶格,可以是薄膜水、毛细管水、胶体水等。
当温度高于110?C 时则逸散,它可以呈气态、液态和固态存在于矿物中。
吸附水不写入矿物分子式。
结晶水:结晶是成中性水分子参加矿物晶格并占据一定构造位置。
常作为配位体围绕某一离子形成络阴离子。
结晶水的数量与矿物的其它组份呈简单比例。
如石膏:Ca[SO] ?2HO。
24++-+等离子形式参加H、OHH(或称化合水):常以OO表示,结构水呈H、结构水32-+离子少见,O最常见。
H矿物晶格。
占据一定构造位置,具有一定比例。
通常以OH3+++与HO + HO。
结构水如沸石水、层间水等。
稀土矿物的比较晶体化学岩浆作用发生于温度和压力均较高的条件下。
主要从岩浆熔融体中结晶析出橄榄石﹑辉石﹑闪石﹑云母﹑长石﹑石英等主要造岩矿物,它们组成了各类岩浆岩。
同时还有铬铁矿﹑铂族元素矿物﹑金刚石﹑钒钛磁铁矿﹑铜镍硫化物以及含磷﹑锆﹑铌﹑钽的矿物形成。
伟晶作用中矿物在~℃﹑外压大于内压的封闭系统中生成。
所形成的矿物颗粒粗大。
除长石﹑云母﹑石英外,还有富含挥发组分氟﹑硼的矿物如黄玉﹑电气石,含锂﹑铍﹑铷﹑铯﹑铌﹑钽﹑稀土等稀有元素的矿物,如锂辉石﹑绿柱石和含放射性元素的矿物形成。
热液作用中矿物从气液或热水溶液中形成。
高温热液(~℃)以钨﹑锡的氧化物和钼﹑铋的硫化物为代表;中温热液(~℃)以铜﹑铅﹑锌的硫化物矿物为代表;低温热液(~50℃)以砷﹑锑﹑汞的硫化物矿物为代表。
此外,热液作用还有石英﹑方解石﹑重晶石等非金属矿物形成。
风化作用中早先形成的矿物可在阳光﹑大气和水的作用下化学风化成一些在地表条件下稳定的其他矿物,如高岭石﹑硬锰矿﹑孔雀石﹑蓝铜矿等。
金属硫化物矿床经风化产生的cuso4和feso4溶液,渗至地下水面以下,再与原生金属硫化物反应,可产生含铜量很高的辉铜矿﹑铜蓝等,从而形成铜的次生富集带。
化学沉积中,由真溶液中析出的矿物如石膏﹑石盐﹑钾盐、硼砂等;由胶体溶液凝聚生成的矿物如鲕状赤铁矿﹑肾状硬锰矿等。
生物沉积可形成如硅藻土(蛋白石)等。
区域变质促进作用构成的矿物趋向于结构密切﹑比关键性和不含水。
在碰触变质促进作用中,当围岩为碳酸盐岩石时,可以构成夕卡岩,它由钙﹑镁﹑铁的硅酸盐矿物例如透辉石﹑透闪石﹑石榴子石﹑符山石﹑硅灰石﹑硅镁石等共同组成。
后期常充斥著热液矿化构成铜﹑铁﹑钨和多金属矿物的涌入。
围岩为泥质岩石时可以构成红柱石﹑堇青石等矿物。
矿物一般是自然产出且内部质点(原子、离子)排列有序的均匀固体。
其化学成分一定并可用化学式表达。
所谓自然产出是指地球中的矿物都是由地质作用形成。
地壳中存有的自然化合物和少数自然元素,具备相对紧固化学成分和性质。
红砷镍矿1. 【矿物名称及英文名称】sina+ccmcn/u/114^264542红砷镍矿Niccolite,是一种镍的砷化物,属于硫化物矿物。
砷镍矿常与红砷镍矿生在一起,因为后者就是由它变成的。
红砷镍矿是主要的含镍矿物,多呈粒状、蠕虫状、显微文象状等形态与其他金属硫化矿聚集成团粒细脉状。
2. 【矿物组分化学组成】化学组成NiAs,锡白至钢灰色,有时带浅灰色,磁黄铁矿族常见矿物,Ni 43.92%, AS56.08%。
混入物有Cu、Fe、Co、Bi、Sb、S 等,Sb可达6%,为热液成因矿物,硬度为5-5.5,比重7.6~7.8g /cm3。
六方晶系,单晶体呈六方柱状或板状,常呈致密块状集合体,粒状集合体,具有梳状、放射状结构的肾状体。
有时呈网状和树枝状。
3. 【矿物晶格】六方晶系,晶体结构为B8型。
Ni、As的配位数都是6,但Ni处在As的八面体配位中,As则处在Ni的三方柱体配位中,Ni、As的化学环境并不相同。
As按六方最紧密堆积,Ni充填所有八面体空隙。
[NiAs6]八面体共面平行c轴方向联成直线型链,在水平方向上[NiAs6]八面体共棱。
红砷镍矿中的键性明显地向金属键过渡。
(1)晶格价键图或离子堆积图红砷镍矿离子棍棒图红砷镍矿价键图红砷镍矿离子堆积图(2) 红砷镍矿化学组分分析结果Assay (%)Composition (需)Principal component PrincipalcontaminancsMinorconumiiuntsTrace CDntainind ntsAs54.6□7 niccolite nil^5 gtrsdorffiie<2 rammdsbergitcNi42.7<■ 1 quarLz止0.13--1 dolonitcBi025S0.72Cu^0.01Co0.35Pb0.02Zn0J1Mg rmSi0.30(3) 红砷镍矿X射线能谱分析红砷镍矿X射线能谱分析结果(%)成分Ni Co As S Fe Cu O36.79 3.9456.90 2.46---红砷镍41.580.7857.65—---矿各组分含量40.42 1.7656.380.760.410.27-32.30 6.4752.12 5.070.640.49 2.92(4) X-射线衍射分析(XRD)图及结果图2.1红砷镍矿X射线衍射图谱100- Niccolite40-o-40 60 80 100 1202-Theta/degree图22红砷镍矿X射线衍射图谱表2红砷镍矿X射线衍射数据晶面参数hklPDF#47-1737晶面参数hklPDF#47-1737I/I0 d (?) I/I0 d (?)100 313.46004 311.3871003 3.122025 1.330101 34 2.929211 31 1.27310110 2.6590043 1.260102 33 2.161212 32 1.183110 32 1.9952115 1.15510210 1.9012033 1.1461108 1.813114 32 1.139201 31 1.6492126 1.073103 31 1.6321 1.0582014 1.4993004 1.0471034 1.4791147 1.034202 31 1.46910.9997(4)晶格参数等相应的描述A. 六方晶系,晶体结构为B8型。
矿物晶体化学式计算方法一、有关晶体化学式的几个基本问题1.化学通式与晶体化学式化学通式(chemical formula)是指简单意义上的、用以表达矿物化学成分的分子式,又可简单地称为矿物化学式、矿物分子式。
晶体化学式(crystal-chemical formula)是指能够反映矿物中各元素结构位置的化学分子式,即能反映矿物的晶体化学特征。
举例:(1)钾长石的化学通式为:KAlSi3O8或K2O⋅Al2O3⋅6SiO2,而其晶体化学式则必须表示为K[AlSi3O8];(2)磁铁矿的化学式可以写为:Fe3O4,但其晶体化学式为:FeO⋅Fe2O3。
(3)具Al2SiO5化学式的三种同质多像矿物:红柱石、蓝晶石和夕线石具有不同的晶体化学式:2. 矿物中的水自然界中的矿物很多是含水的,这些水在矿物中可以三种不同的形式存在:吸附水、结晶水和结构水。
吸附水:吸附水以机械吸附方式成中性水分子状态存在于矿物表面或其内部。
吸附水不参加矿物晶格,可以是薄膜水、毛细管水、胶体水等。
当温度高于110︒C时则逸散,它可以呈气态、液态和固态存在于矿物中。
吸附水不写入矿物分子式。
结晶水:结晶是成中性水分子参加矿物晶格并占据一定构造位置。
常作为配位体围绕某一离子形成络阴离子。
结晶水的数量与矿物的其它组份呈简单比例。
如石膏:Ca[SO4] ⋅2H2O。
结构水(或称化合水):常以H2O+表示,结构水呈H+、OH-、H3O+等离子形式参加矿物晶格。
占据一定构造位置,具有一定比例。
通常以OH-最常见。
H3O+离子少见,也最不稳定,易分解:H3O+→ H+ + H2O。
结构水如沸石水、层间水等。
由于H3O+与K+大小相近,白云母KAl2[AlSi3O10](OH)2在风化过程中K+易被H3O+置换形成水云母(K,H3O+)Al2[AlSi3O10](OH)2。
由于结晶水和结构水要占据一定的矿物晶格位置,所以在计算矿物晶体化学式要考虑它们的数量。
矿物的晶体化学及晶体结构特征英文回答:Crystal Chemistry and Crystal Structure Characteristics of Minerals.Crystal chemistry is the study of the chemical composition and structural arrangement of crystals. It is a branch of materials science and engineering that deals with the relationships between the chemical bonding, atomic structure, and physical properties of crystalline materials.Crystals are solid materials that have a regular and repeating arrangement of atoms, molecules, or ions. This regular arrangement is called the crystal structure. The crystal structure determines the physical properties of the crystal, such as its hardness, density, and optical properties.The crystal chemistry of minerals is important becauseit can help us to understand the formation, occurrence, and properties of minerals. It can also help us to develop new materials with desired properties.Crystal Structure Characteristics of Minerals.The crystal structure of a mineral is determined by the following factors:The size and shape of the atoms, molecules, or ions that make up the crystal.The chemical bonding between the atoms, molecules, or ions.The temperature and pressure at which the crystal formed.The crystal structure of a mineral can be described by its unit cell. The unit cell is the smallest repeating unit of the crystal structure. It is a parallelepiped that contains all of the atoms, molecules, or ions that make upthe crystal.The unit cell of a mineral can be described by its lattice parameters. The lattice parameters are the lengths of the edges of the unit cell and the angles between the edges.The crystal structure of a mineral can also be described by its space group. The space group is a mathematical group that describes the symmetry of the crystal structure.The crystal structure of a mineral can be determined using a variety of techniques, including X-ray diffraction, neutron diffraction, and electron diffraction.中文回答:矿物的晶体化学及晶体结构特征。