地球化学原理 元素的存在形式 一、不同介质中元素的存在形式.pptVIP

一、不同介质中元素的存在形式 元素在流体相中的存在 元素在固相中的存在 元素在气体中的存在 元素形态的概念 （一）元素在流体相中的存在形式 化学元素在水体中以真溶液、胶体或悬浮状态三种形式存在。 真溶液的特点是粒径小于1nm，透明，扩散很快，超显微镜下也看不见； 胶体的粒径在0.1μm～1nm之间，扩散极慢，光照下可看到浑浊； 悬浮体的粒径大于lμm，不能通过滤纸，不扩散，肉眼可见浑浊。 元素在真溶液中仅以分子和离子形式存在 由于水溶液中的水分子H2O在任何条件下都会发生一定程度的电离，生成H+和OH-离子，因此离子在水溶液中就有与H+或与OH-结合的倾向性。根据这种倾向性将离子分为两种：倾向与H+离子结合的为酸性离子，倾向与OH-结合的为碱性离子。 从微观上看，水体中物质存在形式有以下几类： 游离离子和水合离子，如K+、Na+、C1- 、 （UO2）2+, HCO3-等； 无机络离子或无机络合物，如Fe（OH）2+、 UO2(CO3)34-、 SrHCO3+等； 有机络合物或螯合物，如RCOOM、氨羟螯合物等简单有机配位体形成的络合物； 金属与大分子有机物相结合形式，如M-腐殖酸、M-多糖、M-类脂聚合物等； Na4UO2（CnHnCOO）n 高度分散的胶体形式，如FeOOH，Fe(OH)3、Cr、Mn、A1 、[UO2（OH）2]n等水合氧化物溶胶，各种硫溶胶、硅酸溶胶等； 吸附形式，主要是吸附在胶体上或粘土上，离子、氧化物、碳酸盐、硫化物等都可以以吸附的形式存在； 与活的生物体相结合形式。 水中真正以简单无机离子形式存在的元素是很少的，大多数是水合离子和无机络离子的形式。重金属和半径较小的碱土金属和碱金属，原则上都可以形成各种稳定程度不同的无机络合物。水中有机络合物最主要的是金属与腐植酸形成的络合物。 胶体形式有特别的重要性。胶体粒径小，且都带电荷，吸附能力强，常成为污染物质迁移的载体，与污染物在食物链中的循环和富集有密切关系。 独立矿物 类质同像 超显微混入物 吸附 有机质结合 独立矿物 独立矿物是指能用肉眼或能在显微镜下进行研究的矿物，粒径大于0.001mm。对许多造岩元素及相容微量元素而言，独立矿物是其在自然界重要的存在形式。一种元素可形成多种独立矿物。 铀的独立矿物：晶质铀矿 钍的独立矿物：方钍石 镐的独立矿物 ：锆石 类质同像形式 类质同像，或称为结构混入物，是指不同的元素或质点占据相同的晶格结点位置、而晶格类型和晶格常数不发生明显变化的现象。 微量元素进入主元素矿物的晶格后，如不通过破坏矿物晶格的手段，采用机械和化学的方法都不能使两者分离。 类质同像是自然界普遍存在的一种现象，许多微量元素都会以不同形式的类质同像形式存在。 如Na-Ca、U4+与Th之间可以产生类质同像，甚至完全类质同像。 Sr—Ba，K—Na， U4+—Zr， Th —Zr……. 超显微混入物形式 超显微非结构混入物（或称为超显微包裹体），指被包裹在其他矿物中，粒径小于0.01mm的物质。由于它不占据主矿物的晶格位置。因此是独立矿物，但又不形成可以进行矿物学研究的颗粒。 吸附形式 吸附形式是在胶体、晶体表面或解理面上由于电荷不平衡而吸附异性离子的现象，是一种结合力较弱、易被交换和分离的存在形式（活性赋存形式）。此外，在粘土矿物表面也容易形成对离子的吸附。 物理吸附 化学吸附 吸附对核素的迁移转化研究具有非常重要的意义 有机质结合形式 元素常与有机物结合形成金属有机化合物或金属有机络合物 。 元素的有机结合态的意义： 对元素迁移转化的意义 环境效应