3矿物的化学成分之2课案.ppt

* 工艺矿石学Ⅰ 矿物加工工程专业 * 矿石学基础 矿物加工工程专业 本节内容 1.矿物的化学成分类型 2.胶体矿物化学特征 3.矿物中水的类型划分 4.矿物化学式的书写和计算 5.地壳的化学成分及元素的地球化学特征 四、矿物的化学式及其计算 矿物的化学式是以单矿物的化学全分析所得的相对百分含量为基础 计算出来的。 一）矿物化学式的表示方法 1、实验式法 实验式只表示矿物化学成分中各种组分数量比而不反映原子在矿物中相互结合的关系。 实例： 黄铜矿：CuFeS2 ，绿柱石Be3Al2Si6O18, 对于含氧盐矿物，也可以用氧化物的组合形式来表示，如绿柱石可以写成 3BeO.Al2O3.6SiO2 1）矿物实验式的计算方法 先用单矿物化学全分析所得到的各组分质量分数除以各相应组分的原子量（分子量），将所得的商化为简单的整数比，最后用这些整数标定各相应组分的相对含量。 2）该方法的特点 计算简单，书写方便，便于记忆。 3）该方法的缺陷 实验式不能反映出矿物中各组分之间的相互结合关系，对于成分复杂的矿物，还可能引起误解。 实例： 绿柱石Be3Al2Si6O18, 当用氧化物(3BeO.Al2O3.6SiO2)表示时容易引起误解（其中并不含有氧化物）。因此矿物学中普遍采用的是结构式。 2、结构式法 目前在矿物学中普遍采用“晶体化学式”(或称结构式)。晶体化学式既表明矿物中各组分的种类，又能反映矿物中各原子间的结合情况，书写方法如下： 1）单质矿物 用元素符号表示；若有类质同象代替，则按照数量由多到少排列，并用圆括号括起来，用逗号分开。 2)对于金属互化物 按照金属性递减的顺序从左到右排列，如砷铂矿---PtAs。 3)对于离子化合物 书写基本原则是阳离子在前，阴离子在后。 阳离子写在化学式前面，复盐中的阳离子按碱性的强弱顺序排列；当阳离子为同一元素而具有不同价态时，则按照电价由低到高排列。 阴离子或络阴离子写在阳离子的后面；络阴离子用方括号[ ]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。 如磷灰石。 互为类质同象代替的离子用圆括号（）括起，之间用逗号分开，含量较多的元素写在前面，少者在后。 4）矿物中水的书写方式 结构水 写在矿物化学式的最后面，如高岭石Al4[Si4O10](OH)8 结晶水 写在与之相联系的阳离子后面，并用圆括号括起来。如Ni(H2O)6[SO4] 沸石水 写在化学式的最后面，用圆点分开，其含量以其上限为准。 如钠沸石：Na2[Ai2Si3O10].2H2O 层间水 用圆括号括起来,写在可交换的阳离子后面， 如钠蒙脱石：Na0.33(H2O)4{(Al1.67Mg0.33)[Si4O10](OH)2 吸附水 在结构式中不用表示。其中的胶体水因为含量不定，以nH2O或aq表示，写在最后，也用圆点分开，如蛋白石SiO2.nH2O。 二、结构式的计算方法 结构式的计算最常用的方法是以氧原子数为基准的氧原子计算法，其计算方法如下： 计算步骤 1)将矿物化学全分析结果各组分以氧化物质量百分数表示，并在总量中扣除不纯物质和烧失量(b项)； 2)以总量为100％换算出的各组分相应的质量百分数(c项)； 3)求出各组分的分子量(d项)； 4)将各组分的质量百分含量除以分子量求出各组分的分子数(c／d)(e项)； 5)氧原子系数的计算:用每个组分的分子数乘上该组分中的氧原子系数，求出每个组分的氧原子数 (f项)； 6)阳离子数的计算:用每个组分的分子数乘上该组分的阳离子数，求出每个组分中的阳离子数(g项)； 7) 统计氧原子数总和。 8）已知钠长石的晶体化学式Na(AISi3O8]中氧原子数为8，用氧原子总和除以8则得公约数，再以此值分别去除各阳离子元素的原子数(g项)，求出氧原子为8时各阳离子元素的原子数比(i项)。 9)参照钠长石通式并分析类质同象代替关系写出该钠长石的晶体化学式为： (Na 0.9587K0.0184Ca0.0111)0.9889[Al1.0333Si2.974908] 例1 某钠长石的化学全分析和晶体化学式的计算 结构式为 (Na 0.9587K0.0184Ca0.0118)0.9889[Al1.0333Si2..974908] 例2 某黄铁矿结构式计算(硫原子数为基准) 1)将黄铁矿化学全分析结果按100％进行修正； 2)以修正后的各元素质量百分比除以原子量求得原子数； 3)根据黄铁矿的一般化学式FeS2，设S的原子数为2，相应地求出其它元素的原子数比率(如Co=（0.0004÷1.6734）2＝0.0005)。 4)根据元素的晶体化学性质判断Co、Ni与Fe为类质同象关