赤铁矿的晶体化学特征.ppt

2、矿物表面的零电点及带电性 M——O 矿物表面有：Mn+ Al——O Al3+ + O2- （定位离子） Si——O Si4+ Mn+吸引溶液中的配横离子如氢氧根离子，产生M(OH)mn-m 实例二、赤铁矿的晶体化学特征 化学组成： Fe 占69.94 %、O占30.06%； 化学式：Fe2O3 ，常含有Ti、Al、Mn、 Fe 2+、 Ca、 Mg等 类质同相混入物，有时也含有SiO2、Al2O3。 结点上粒子：Fe3+、O2- ；由于O2-变形性小，不用考虑离子极化现象。 粒子间作用力：离子键； 晶体结构：晶格中结点上大的粒子阴离子O2- （晶体半径1.4?，离子体积11.5?3）做六方或立方最紧密堆积 晶体半径较小的Fe3+ （晶体半径0. 64?，离子体积1.09?3 ）填充2/3的四面体或八面体空隙 第一层 第二层 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 = K·Z+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. 7×10-11m ； Ra 阴离子半径，Ra (O2-)=0.132nm=1.32×10-10 m； K 常数，9×109N·m2/ C2； 求得 ： FFe-O = 6.947×10-18 C φ= 100{ 1 - ex p [ - ( X Fe - X O ) 2/ 4 ]} 式中——φ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 φ=51.4 % σ= ( KWkWa / CN·d 2) ·β 式中—σ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; β键合弱化系数, β= 0.7～1.0 。 相对键合强度越大,键越牢固,矿物解理时键就越难断裂。 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/ CN·rc 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; 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 λ= ( FO - FFe) / ( FO + FFe) 式中—FO 氧离子的键力; FFe 铁离子的键力; λ键力的比值,λ越大,表示键的极性越大,所占的离子键成分