北京大学：《结晶学与矿物学》课程PPT教学课件（电子教案，矿物学部分）08 氧化物和氢氧化物矿物

结晶学与矿物学 D8氧化物利氢氧化物矿物 口需要掌握的矿物 3刚玉,赤铁矿,金红石,锡石,石英 钛铁矿,钙钛矿,尖晶石,磁铁矿,黑钨矿 3水镁石,三水铝石,针铁矿,硬锰矿 简单氧化物矿物 口口口 复杂氧化物矿物 氢氧化物矿物 复习思考题

1 08 氧化物和氢氧化物矿物 ❑ 需要掌握的矿物 • 刚玉, 赤铁矿, 金红石, 锡石, 石英 • 钛铁矿, 钙钛矿, 尖晶石, 磁铁矿, 黑钨矿 • 水镁石, 三水铝石, 针铁矿, 硬锰矿 ❑ 简单氧化物矿物 ❑ 复杂氧化物矿物 ❑ 氢氧化物矿物 复习思考题 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 銜单氧化物矿物一一概 氧化物矿物和氢氧化物是一系列金属阳离子与O2与OH相化合的化 合物。这类矿物的种数约在200种左右。它们占地壳总重量的17%左 右,其中石英族矿物就占了12.6%,而铁的氧化物和氢氧化物占 3.90 口化学成分阳离子主要是惰性气体型离子(如Si、Al等)和过渡型离子 如Fe、Mn、Ti、Cr等),及少量铜型离子(如Cu、Sb、B等)。此外, 在少数氧化物中还含有水分子 晶体化学特征氧化物中以离子键为主,随着离子电价的增加,共 价键的成分趋向增多。另方面,随着从惰性气体型、过渡型离子向 铜型离子改变时,共价键性则趋向增强。氢氧化物的晶体结构主要 是层状或链状,除离子键外,还往往存在氢键。由于氢键的存在 以及(OH)的电价较02为低而导致阳离子与阴离子间键力的原多 因此与相应的氧化物比较,其比重和硬度都趋向减小

2 简单氧化物矿物－－概述 氧化物矿物和氢氧化物是一系列金属阳离子与O2-与OH-相化合的化 合物。这类矿物的种数约在200种左右。它们占地壳总重量的17%左 右，其中石英族矿物就占了12.6%，而铁的氧化物和氢氧化物占了 3.9%。 ❑ 化学成分 阳离子主要是惰性气体型离子(如Si、Al等)和过渡型离子 (如Fe、Mn、Ti、Cr等), 及少量铜型离子(如Cu、Sb、Bi等) 。此外， 在少数氧化物中还含有水分子。 ❑ 晶体化学特征 氧化物中以离子键为主，随着离子电价的增加，共 价键的成分趋向增多。另方面, 随着从惰性气体型、过渡型离子向 铜型离子改变时，共价键性则趋向增强。氢氧化物的晶体结构主要 是层状或链状，除离子键外，还往往存在氢键。由于氢键的存在， 以及(OH)-的电价较O2-为低而导致阳离子与阴离子间键力的减弱， 因此与相应的氧化物比较，其比重和硬度都趋向减小， 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 銜单氧化物矿物一一概 原子序数 1.08A H 元素符号 IIIB VB VB VIB VIIB 相对原子量1.01 OF 159918.998 Na mg 229924305 IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA 1BIB26922306 K C Tiv Cr MnFe Ni Cu Zn As S 3909840.078 478850.942519%654.93855847 869363.5466539 7492278.96 Y Zr NbMo 8890691.224929069594 118.71121.761276 Ba L Ta w Hg TI Pb Bi 137331389 809518384 2005920438207220898 镧系 锕系Th U 23204

3 简单氧化物矿物－－概述 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 简单氧化物矿物一一刚三 口化字组成 Corundumalo3。有时含微量Fe、T或Cr等 中结构特点三方晶系;点群3m。空间群R3c:a=475A,c=12.97A Z=6。晶体结构中,O2成立方最紧密堆积;而A3则在两氧离子层 之间,充填三分之二的八面体空隙,组成共面的A1O6 晶体形态一般呈近似腰鼓状晶形,常依菱面体(1011,较少依 (0001)成聚片双晶。 如物理性质:蓝灰、黄灰色,含铁者呈黑色:含铬而呈红色者,称红 宝石(uby);含钛而呈蓝色者称蓝宝石( sapphire);玻璃光泽。硬度9; 无解理;常因聚片双晶或细微包体产生(0001)或(10-1)裂理。比重 3.95~4.10 如鉴定特征:以其晶形,双晶条纹和高硬度作为鉴定特征

4 简单氧化物矿物－－刚玉 ❑ 化学组成: Corundum Al2O3。有时含微量Fe、Ti或Cr等。 ❑ 结构特点:三方晶系；点群3m。空间群R3c；a0=4.75Å，c0=12.97Å； Z=6。晶体结构中，O2-成立方最紧密堆积；而Al3+则在两氧离子层 之间，充填三分之二的八面体空隙，组成共面的Al-O6。 ❑ 晶体形态:一般呈近似腰鼓状晶形，常依菱面体(-1011)，较少依 （0001）成聚片双晶。 ❑ 物理性质: 蓝灰、黄灰色，含铁者呈黑色；含铬而呈红色者，称红 宝石(ruby)；含钛而呈蓝色者称蓝宝石(sapphire)；玻璃光泽。硬度9； 无解理；常因聚片双晶或细微包体产生(0001)或(10-11)裂理。比重 3.95~4.10。 ❑ 鉴定特征: 以其晶形，双晶条纹和高硬度作为鉴定特征。 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 简单氧化物矿物一一刚三 沿(10-10)面的投影 c{0001平行双面,a{1120}六方柱,r{10-11}菱面体,5 n{22-43},z{22-41}、w{14.14.-28.1}六方双锥

5 简单氧化物矿物－－刚玉 结晶学与矿物学 沿(10-10)面的投影 c{0001}平行双面，a{11-20}六方柱，r{10-11}菱面体， n{22-43}，z{22-41}、w{14.14.-28.1}六方双锥

结晶学与矿物学 简单氧化物矿物 化学组成 Hematite Fe2O3。有时含TiO2、SO2、A2O3等混入物 日结构特点:三方晶系;点群3m。空间群R3e:a=5029A,c0=13.73A 6。晶体结构属刚玉型。 口晶体形态:单晶体常呈板状,主要由板面与菱面体等所形成之聚形 物理性质:显晶质的赤铁矿呈铁黑至钢灰色。硬度5.5-6,土状者显 著降低;性脆;无解理。比重50~5,3。 鉴定特征:樱红色条痕是鉴定赤铁矿的最主要特征

6 简单氧化物矿物－－赤铁矿 ❑ 化学组成: Hematite Fe2O3。有时含TiO2、SiO2、Al2O3等混入物。 ❑ 结构特点: 三方晶系；点群3m。空间群R3c；a0=5.029Å，c0=13.73Å； Z=6。晶体结构属刚玉型。 ❑ 晶体形态: 单晶体常呈板状，主要由板面与菱面体等所形成之聚形。 ❑ 物理性质: 显晶质的赤铁矿呈铁黑至钢灰色。硬度5.5~6，土状者显 著降低；性脆；无解理。比重5.0~5.3。 ❑ 鉴定特征: 樱红色条痕是鉴定赤铁矿的最主要特征。 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 简单氧化物矿物 c001平行双面 r{1011c01-12、z01-18菱面体 n{2243}六方双锥

7 简单氧化物矿物－－赤铁矿 结晶学与矿物学 c{0001}平行双面 r{10-11}、e{01-12}、z{01-18}菱面体 n{22-43}六方双锥

结晶学与矿物学 简单氧化物矿 本族化合物属AX2型,主要包括金红石、锡石和软锰矿。它们的晶 体结构均属金红石型。另外还包括TO2的其余两个同质多象变体锐 钛矿和板钛矿。 化学组成TO2,常含Fe、Nb、Ia、Cr、Sn等。 结构特点四方晶系;点群4mm。空间群P42mm。品体结构表现 为氧离子近似成六方紧密堆积,而钛离子位于变形八面体空隙中 构成TiO八面体配位。钛离子配位数为6,氧离子配位数为3。Ti O配位八面体沿c轴成链状排列链间由配位八面体共顶相连 口晶体形态:单晶体呈短柱状、长柱状或针状 物理性质:通常褐红色;条痕浅褐色;金刚光泽;微透明。硬度6 性脆;解理平等{110中等。比重424.3 鉴定特征以其四方柱形、双晶、颜色为特征

8 简单氧化物矿物 －－金红石 本族化合物属AX2型，主要包括金红石、锡石和软锰矿。它们的晶 体结构均属金红石型。另外还包括TiO2的其余两个同质多象变体锐 钛矿和板钛矿。 ❑ 化学组成: TiO2 , 常含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等。 ❑ 结构特点:四方晶系；点群4/mmm。空间群P42 /mnm。晶体结构表现 为氧离子近似成六方紧密堆积，而钛离子位于变形八面体空隙中， 构成Ti-O6八面体配位。钛离子配位数为6，氧离子配位数为3。Ti￾O6配位八面体沿c轴成链状排列链间由配位八面体共顶相连。 ❑ 晶体形态: 单晶体呈短柱状、长柱状或针状 ❑ 物理性质: 通常褐红色；条痕浅褐色；金刚光泽；微透明。硬度6； 性脆；解理平等{110}中等。比重4.2~4.3。 ❑ 鉴定特征:以其四方柱形、双晶、颜色为特征。 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 简单氧化物矿 a{1009m110四方柱 e101}5111四方双锥 r320复四方柱 z321复四方双锥 z241414281六方双锥

9 简单氧化物矿物 －－金红石 结晶学与矿物学 a{100}、m{110}四方柱 e{101}、s{111}四方双锥 r{320}复四方柱 z{321}复四方双锥 z{22-41}、w{14.14.-28.1}六方双锥

结晶学与矿物学 简单氧化物矿物一一锡石 化学组成 Cassiterite SnO2。常含Fe、T、Nb、Ta等元素 结构特点:四方晶系;点群4m。空间群P42/mnm;a2=472A, C=3.17A;Z=2。晶体结构属金红石型 晶体形态单晶体常呈由四方双锥和四方柱所组成的双锥柱状聚形 以(101)为双晶面之肘状双晶常见。 物理性质纯净的无色,一般为黄棕色至深褐色;条痕白色至淡黄色; 金刚光泽,断口油脂光泽。硬度6-7;性脆;解理平等{10}不完全 贝壳状断口。比重68~7.0。 定特征:锡石的晶形和颜色很相似于金红石、磷钇矿和锆石,但 其比重远较后三者为大

10 简单氧化物矿物－－锡石 ❑ 化学组成: Cassiterite SnO2。常含Fe、Ti、Nb、Ta等元素。 ❑ 结构特点: 四方晶系；点群4/mmm。空间群P42/mnm；a0=4.72Å， c0=3.17Å；Z=2。晶体结构属金红石型。 ❑ 晶体形态:单晶体常呈由四方双锥和四方柱所组成的双锥柱状聚形； 以(101)为双晶面之肘状双晶常见。 ❑ 物理性质:纯净的无色，一般为黄棕色至深褐色；条痕白色至淡黄色； 金刚光泽，断口油脂光泽。硬度6~7；性脆；解理平等{110}不完全； 贝壳状断口。比重6.8~7.0。 ❑ 鉴定特征: 锡石的晶形和颜色很相似于金红石、磷钇矿和锆石，但 其比重远较后三者为大。 结晶学与矿物学