矿物学知识课件.pptxVIP

第一章 矿物的化学成分和内部结构; ?一、地壳的化学成分 人们一直想了解地壳中元素的分布情况各种元素占的比例。美国科学克拉克根据采自全球5159个样品分析结果计算出了16km厚地壳内50种元素的平均质量： 克拉克值—元素在地壳中的平均质量的百分比（元素的丰度）。 ? ;Ｏ ;研究元素克拉克值的矿物学意义; O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg八种元素占地球总质量的98.59%，它们构成的矿物种占已知矿物种数的绝大部分。这些矿物的数量最多，分布也最广，是构成地壳各类岩石的主要矿物成分。 ;矿物的形成不仅与元素的相对数量有关，还决定于元素的地球化学性质。 有些元素的丰度虽然很低，但趋向于集中，可以形成独立的矿物种，并可以富集形成矿床，如Bi、Hg、Ag、Au等，称为聚集元素。 有些元素的丰度虽然远比上述元素高，但是趋于分散，不易聚集成矿床，甚至很少能形成独立的矿物种，而是常常作为微量的混入物赋存在主要由其他元素组成的矿物中，如Rb、Cs、Ga。称为 分散元素。; ?二、离子类型和离子半径; 在晶体中，质点保持一定的间距，各自由一个不可侵犯的范围，这个范围看作是球形的，它的半径被称为原子或离子的有效半径。 ;原子半径和离子半径变化的规律： 1、对于同种元素的离子半径来说，阳离子半径总是小于原子半径，而且正电价越高，半径就越小；相反，阴离子半径总是大于原子半径，而且负电价越高，半径就越大；（失电子，半径变小；得电子变大） 2、同族元素的原子半径和离子半径，都随着周期数的增加而增大； 3、同周期元素，随着族次的增加，它们的原子半径以及核外电子数相同的阳离子之离子半径均随之而减小； 4、镧系收缩和锕系收缩； 5、镧系以后元素的原子半径和离子半径，均与同一族中上一元素的相应半径近于相等（Nb-Ta, Zr-Hf）；;离子类型 大多数矿物是离子化合物，其阴离子主要是氧和硫，而阳离子则多种多样。根据外层电子构型，将阳离子分为三种为同的类型： （1）惰性气体型离子 （2）铜型离子 （3）过渡型离子;; 周期表左边的碱金属和碱土金属以及一些非金属元素 的原???，失去或得到一定数目的电子成为离子时，其最外层电子结构与惰性气体的最外层电子结构相似，具有8个或2个电子，称为惰性气体型离子。 它们极易与氧结合生成氧化物或含氧盐（主要是硅酸盐） ，形成大部分造岩矿物。因此，地质上常将这部分元素称为造岩元素，也称亲石元素或亲氧元素。; 周期表长周期右半部的有色金属和重金属元素，失去电子称为阳离子时，其最外层具有18个电子，与一价铜离子相似，称为铜型离子。 本类离子的离子半径小，外层电子多，易与S2+生成共价键为主的化合物，形成主要的金属矿物。因此将这部分矿物称为造矿矿物，也称亲硫元素或亲铜元素。;最外层电子数在上述两种类型离子之间。它们的离子半径和化学性质也介于惰性气体 型离子与铜型离子之间。 外层电子数愈接近8者亲氧性愈强，易形成氧化物和含氧盐；愈接近18者亲硫性愈强，易形成硫化物；居于中间位置的Mn和Fe与氧、硫均能结合。; ;两层等大球体的最紧密堆积;;第一种方式是第三层球的位置重复第一层球的位置；即按ABAB……或ACAC……等两层重复一次的规律重复堆积，此时球体在空间的分布恰好与空间格子中的六方格子一致，故这种方式的堆积称之为六方最紧密堆积。 ;A-layer;第二种则是第三层球堆积在既不重复第一层也不重复第二层球的位置上。即按ABCABC……或ACBACB……等三层重复一次的规律重复堆积。则球体在空间的分布与空间格子中的立方面心格子一致。此种方式的堆积称之为立方最紧密堆积。;; 四面体空隙 八面体空隙; 不等大的球体进行堆积时，其中较大的球做最紧密堆积，而较小的球则依自身体积的大小填入其中的八面体空隙或四面体空隙中，形成不等大球体的紧密堆积。 ; 四、 配位数和配位多面体 在晶体结构中，原子或离子是按照一定方式与周围的原子或离子相接触的，每个原子或离子周围最邻近的原子或异号离子的数目称为该原子或离子的配位数。以一个原子或离子为中心，将其周围与之成配位关系的原子或离子的中心联接起来，所获得的多面体称为配位多面体。 重要的是阳离子的配位数。 ;在离子晶体中，配位数主要取决于阴阳离子的半径比。;阳离子配位数和阳离子与阴离子半径比值（RK/RA）的关系;当环境温度升高时，晶体结构紧密度降低，容纳离子的空隙变大，为保证异号离子间能接触，