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工艺矿物学Ⅰ 矿物个论－氧化物和氢氧化物 矿物加工工程专业 * 组成翡翠的主要矿物的化学成分是NaAL(Si2O6), 2翡翠的英文名称为Jadeite，是西班牙语Picdo de jade的简称，意思是佩戴在腰部的宝石。之所以叫翡翠，是因为它的颜色不均一，有时在浅色的底子上伴有红色和绿色的色团，颜色之美尤如古代赤色羽毛的翡雀和绿色羽毛的翠雀，所以称之为翡翠。近代人们称翡翠为“红翡绿翠”。 3、氧化物和氢氧化物大类 1）概述 氧化物和氢氧化物是一系列金属阳离子和某些非金属阳离子与O2-或（OH）-形成的化合物。在各种地质作用中，与O2-或（OH）-组成化合物的元素有40多种。 (如表) 氧是地壳中分布量最多的一种元素，其化学性质很活泼，与其结合的金属阳离子主要是惰性气体型(Si、Al、Mg等)和外层电子数接近于惰性气体型的过渡型(Fe 、Mn、Ti、V、Cr、Nb、Ta等)离子，而铜型离子类很少。 氧化物和氢氧化物矿物有200多种，占地壳总重量的17%左右，其中石英族矿物占12.6%，铁的氧化物和氢氧化物占3.9%,其次是Al Mn Ti Cr的氧化物或氢氧化物。 氧化物和氢氧化物矿物大多形成于氧化电位(Eh)较高的条件下，因此，变价元素Fe、Mn等在这类矿物中一般都以高价状态出现。 本大类矿物的晶体化学性质 晶体结构特点 晶体结构中，阴离子O2-和（OH）-具有相同的离子半径，一般为0.132nm，远大于一般的阳离子半径，在晶体结构中呈立方或六方最紧密堆积，而阳离子则充填于四面体和八面体空隙中。阳离子的配位数多为4和6，而配位数为2、8和12的，仅见于少数几种矿物中。 晶格中的键型，大都以离子键为主，其中以二价离子的金属氧化物较为典型；某些三价和四价离子的金属氧化物，其键型则具有明显的共价键成分，如刚玉〔Al2O3)和金红石(Ti02)等； 在具层状或链状结构的氢氧化物中，层内或链内为离子键，层间或链间为氢氧键。 由于分子键和氢键的存在，加上较低的电价，与相应的氧化物相比，氢氧化物有较低的比重和硬度。 氧化物晶格中阳离子的类质同象代替与硫化物比较，显现出一定程度的复杂性，特别是异价的类质同象在Ti、Nb、Ta的氧化物中表现得尤为突出。 物理性质 在光学性质方面，阳离子类型起着明显的控制作用：由Mg、Al、Si等惰性气体型离子组成的氧化物和氢氧化物，通常都呈无色或浅色，透明至半透明，以玻璃光泽为主。 由一些过渡型离子如Fe、Mn、Cr、Ti等组成的氧化物，则常是深色或暗色，半透明至不透明。半金属光泽，含铁的矿物常具磁性。 氧化物的熔点高、溶解度低，硬度大，其硬度大都在5.5以上,其物理化学性质较稳定。 成因及次生变化 本大类矿物在内生、外生和变质作用过程中都可形成。对于以变价元素(Fe、Mn等)为主要成分的矿物，低价氧化物往往形成于内生作用，而高价氧化物在内、外生条件下都可以形成。 氢氧化物多集中于地表或近地表部位，是岩石和矿床的风化产物，外生成因的氧化物和氢氧化物大多是通过胶体途径形成的。 氢氧化物形成后，经过变质作用和脱水作用，可转变为无水的氧化物，如一水铝石转变为刚玉。 由于氧化物矿物化学性质稳定，因而也常出现于各种砂矿床中。 工业价值：由Si、Al、Mg等阳离子组成的矿物，在适宜的地质条件下，常形成重要的非金属矿产；由Fe、Mn 、Cr、V、Nb等阳离子组成的矿物，常构成重要的金属矿产。 分类 属于本大类的矿物，按其成分中的阴离子种类可分为： 第一类：氧化物，阴离子为O2-，如石英、赤铁矿等。 第二类：氢氧化物，阴离子为OH-，如三水铝石、针 铁矿等。 刚玉 化学组成：化学成分为Al2O3，可含微量的Fe3+、Ti4+或Cr3+等元素，以等价或异价类质同象的形式代替Al3+，或以机械混入物的形式存在于刚玉晶体中。 晶体结构：晶体属三方晶系，单晶呈桶状双锥形，或双锥与底板面的聚形，较少为厚板状，晶面上常有斜纹或横纹。（如page136) 物理性质：颜色多变，与成分中所含的杂质成分有关， 含有Co、Ni、V时呈绿色，称为绿宝石; 含少量的铬呈红色，为红宝石; 含少量的铁和钛呈蓝色，叫蓝宝石。 小知识之一： 蓝宝石的化学成分为三氧化二铝（Al2O3），因含微量元素钛（Ti4+）或铁（Fe2+）而呈蓝色。在一定的条件下，可以产生美丽的六射星光，被称为“星光蓝宝石”。 蓝宝石可以分为蓝色蓝宝石和艳色（非蓝色）蓝宝石。艳色 以印度产“矢车菊蓝”为最佳。 据说蓝宝石能保护国王和君主免受伤害，有“帝王石”之称。 国际宝石界把蓝宝石定为“九月诞生石”，象征慈爱、忠诚和坚贞。 小知识之二：各种婚戒宝石代表意义?  在