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）07 硫化物及其类似化合物

结晶学与矿物学 D硫化物及其类似化合物矿物 口概述 口单硫化物及其类似化合物 口双硫化物及其类似化合物 口硫盐 复习思考题

1 07 硫化物及其类似化合物矿物 ❑ 概述 ❑ 单硫化物及其类似化合物 ❑ 双硫化物及其类似化合物 ❑ 硫盐 复习思考题 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 硫化物及其类似化合物包括一系列金属元素与硫 种数有350种左右,而其中硫化物就占 2/3以上,它们只占地壳总重量的015% 口化学成分与硫组成化合物的最主要元素为铁、钴、镍、钼、铜 铅、锌、银、汞、镉、铋、锑、砷等。 口晶体化学特征性质上的特点区别于标准离子晶格的晶体。这是 因为在硫化物及其类似化合物中原子间的键性复杂,不仅表现 共价键性,还显示一定的离子键性,甚至还有金属键性 口物理性质绝大多数硫化物及其类似化合物呈金属色、显金属光 泽、条痕色深而不透明。仅少数硫化物如雄南、雌黄、辰砂 闪钅 刚 光泽,半透明。单 物和硫盐矿物硬度低 其摩斯硬度在24之间,双硫化物及其类似化合物,其硬度增高 至5-6.5左右,同时缺乏解理或解理不完全,面其它硫化物大多 有明显解理性。这一类矿物的熔点低,比重一般在4以上

2 概述 硫化物及其类似化合物包括一系列金属元素与硫、硒、碲、砷 等相化合的化合物。矿物种数有350种左右，而其中硫化物就占 2/3以上，它们只占地壳总重量的0.15%。 ❑ 化学成分 与硫组成化合物的最主要元素为铁、钴、镍、钼、铜、 铅、锌、银、汞、镉、铋、锑、砷等。 ❑ 晶体化学特征 性质上的特点区别于标准离子晶格的晶体。这是 因为在硫化物及其类似化合物中原子间的键性复杂，不仅表现 共价键性，还显示一定的离子键性，甚至还有金属键性。 ❑ 物理性质 绝大多数硫化物及其类似化合物呈金属色、显金属光 泽、条痕色深而不透明。仅少数硫化物如雄南、雌黄、辰砂、 闪锌矿等具金刚光泽，半透明。单硫化物和硫盐矿物硬度低， 其摩斯硬度在2~4之间，双硫化物及其类似化合物，其硬度增高 至5~6.5左右，同时缺乏解理或解理不完全，面其它硫化物大多 具有明显解理性。这一类矿物的熔点低，比重一般在4以上。 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 单碗化物及其类似化合物 口需要掌握的矿物 方铅矿闪锌矿辰砂磁黄铁矿,镍黄铁矿,黄铜矿,斑铜矿 辉锑矿,雄黄,雌黄,辉钼矿,铜蓝 口学习要点 化学组成 结构特点 晶体形态 物理性质 鉴定特征

3 单硫化物及其类似化合物 ❑ 需要掌握的矿物: • 方铅矿, 闪锌矿, 辰砂, 磁黄铁矿, 镍黄铁矿, 黄铜矿, 斑铜矿, 辉锑矿, 雄黄, 雌黄, 辉钼矿, 铜蓝 ❑ 学习要点: • 化学组成 • 结构特点 • 晶体形态 • 物理性质 • 鉴定特征 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 单你化物及其类似化合物一一方铅矿 中化学组成PbS,成分中常含Ag、Bi、Sb、Se等 口结构特点等轴晶系;点群m3m。空间群Fm3m;a0=593;Z=4。 NaC型结构,硫离子按立方密堆积,铅离子充填于八面体空隙,阴 阳离子的配位数均为6。 口晶体形态常呈立方体晶形,有时以八面体与立方体聚形出现。 也物理性质铅灰色;条痕灰黑色:金属光泽。硬度2~3:解理平行 100}完全;比重7476 如鉴定特征铅灰色,金属光泽,立方体完全解理,比重大

4 单硫化物及其类似化合物－－方铅矿 ❑ 化学组成: PbS, 成分中常含Ag、Bi、Sb、Se等 ❑ 结构特点: 等轴晶系；点群m3m。空间群Fm3m；a0=5.93; Z=4。 NaCl型结构，硫离子按立方密堆积，铅离子充填于八面体空隙，阴 阳离子的配位数均为6。 ❑ 晶体形态: 常呈立方体晶形，有时以八面体与立方体聚形出现。 ❑ 物理性质: 铅灰色；条痕灰黑色；金属光泽。硬度2~3；解理平行 {100}完全；比重7.4~7.6。 ❑ 鉴定特征: 铅灰色，金属光泽，立方体完全解理，比重大。 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 单你化物及其类似化合物一一方铅矿 a{100}立方体,d{110}菱形十二面体 0{111八面体,p{212}三角三八面体

5 单硫化物及其类似化合物－－方铅矿 结晶学与矿物学 a{100}立方体，d{110}菱形十二面体 o{111}八面体，p{212}三角三八面体

结晶学与矿物学 单化物及其类化合物一一闪锌 化学组成ZnS,成分中通常含有Fe等各种类质同象混入物 结构特点等轴晶系;点群43m。空间群3m;a0=53985:Z=4。星 体结粒表现为:硫离子成立方密堆积,锌离子充填于半数的四面体 空隙,阴阳离子的配位数均为4 晶体形态:晶形常呈四面体,有时呈菱形十二面体,见以(11)为接 合面的双晶 口物理性质:当含铁量增多时,颜色由浅变深,从浅黄~黑色条痕白 色~褐色;光泽由树脂光泽至半金属光泽;从透明至半透明。硬度 3.5~4;解理平行{110}完全。比重39~41,随含Fe量的增加而降低 鉴定特征:菱形十二面体完全解理、条痕、光泽以及经常与方铅矿 密切共生

6 单硫化物及其类似化合物－－闪锌矿 ❑ 化学组成: ZnS, 成分中通常含有Fe等各种类质同象混入物 ❑ 结构特点: 等轴晶系；点群43m。空间群F43m；a0=5.3985；Z=4。晶 体结构表现为: 硫离子成立方密堆积，锌离子充填于半数的四面体 空隙，阴阳离子的配位数均为4 ❑ 晶体形态: 晶形常呈四面体，有时呈菱形十二面体，见以(111)为接 合面的双晶 ❑ 物理性质: 当含铁量增多时，颜色由浅变深，从浅黄~黑色, 条痕白 色~褐色；光泽由树脂光泽至半金属光泽；从透明至半透明。硬度 3.5~4；解理平行{110}完全。比重3.9~4.1，随含Fe量的增加而降低 ❑ 鉴定特征: 菱形十二面体完全解理、条痕、光泽以及经常与方铅矿 密切共生 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 单化物及其类化合物一一闪锌 闪锌矿的晶体结构

7 单硫化物及其类似化合物－－闪锌矿 结晶学与矿物学 闪锌矿的晶体结构

结晶学与矿物学 单你化物及其类似化合物一一辰砂 包括HgS三个同质多象变体:三方晶系的辰砂、等轴晶系的黑辰砂 以及六方晶系的六方辰砂。后两者在自然界分布稀少 化学组成HgS,有时含Se、Sb、Cu、Te等 结构特点三方晶系,点群32,空间群P32,a0=4.14A,co=949A 3,晶体结构属变形NaC型结构 也晶体形态双晶常见,常成以c轴为双晶轴的贯穿双晶(矛状双晶 物理性质:猩红色:条痕红色;金刚光泽。硬度2~25:解理平行 1010}完全;比重805 鉴定特征:猩红色及红色条痕,比重大,硬度低

8 单硫化物及其类似化合物－－辰砂 包括HgS三个同质多象变体：三方晶系的辰砂、等轴晶系的黑辰砂 以及六方晶系的六方辰砂。后两者在自然界分布稀少。 ❑ 化学组成: HgS, 有时含Se、Sb、Cu、Te等 ❑ 结构特点: 三方晶系, 点群32, 空间群P312, a0=4.14Å，c0=9.49Å； Z=3, 晶体结构属变形NaCl型结构 ❑ 晶体形态: 双晶常见，常成以c轴为双晶轴的贯穿双晶(矛状双晶) ❑ 物理性质: 猩红色；条痕红色；金刚光泽。硬度2~2.5；解理平行 {1010}完全; 比重8.05 ❑ 鉴定特征: 猩红色及红色条痕，比重大，硬度低 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 单你化物及其类似化合物一一辰砂 c{0001}平行双面,m{10-10}六方柱, r{10-11}、n{20-21}、i{20-25}菱面体, x{42-63}三方偏方面体

9 单硫化物及其类似化合物－－辰砂 结晶学与矿物学 c{0001}平行双面，m{10-10}六方柱， r{10-11}、n{20-21}、i{20-25}菱面体， x{42-63}三方偏方面体

结晶学与矿物学 单航化物及其类似化合物一一磁黄铁矿 有两个同质多象变体:在320℃以上稳定的为高温六方晶系变体 6/mmm。P63/mmc;a=343A,c=569A;Z=2)和在320℃以下稳 定的为低温单斜晶系变体(2/m。C2/c;a0=686A,b。=1190A Co=12.85A,B=118°;2-32) 化学组成一般用Fe12表示,混入物以Ni和Co为最常见 口结特点:晶体结构属红镍矿NAs型结构 晶体形态晶形呈六方板状、柱状或桶状,但很少见 物理性质暗青铜黄色,条痕灰黑色;金属光泽硬度4,性脆;解理 平行{1010}不完全;比重46-47,具磁性 定特征:暗青铜黄色,具磁性

10 单硫化物及其类似化合物－－磁黄铁矿 有两个同质多象变体：在320℃以上稳定的为高温六方晶系变体 (6/mmm。P63 /mmc；a0=3.43 Å ，c0=5.69Å；Z=2)和在320℃以下稳 定的为低温单斜晶系变体(2/m。C2/c；a0=6.86Å，b0=11.90Å， c0=12.85Å，β=118° ；Z=32)。 ❑ 化学组成: 一般用Fe1-xS表示, 混入物以Ni和Co为最常见 ❑ 结构特点: 晶体结构属红镍矿NiAs 型结构 ❑ 晶体形态:晶形呈六方板状、柱状或桶状，但很少见 ❑ 物理性质:暗青铜黄色，条痕灰黑色；金属光泽; 硬度4，性脆；解理 平行{1010}不完全；比重4.6~4.7, 具磁性 ❑ 鉴定特征: 暗青铜黄色，具磁性 结晶学与矿物学