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）04 矿物的化学组成

结晶学与矿物学 4矿物的化学组成 口矿物的化学组成 口胶体矿物及其组成特点 口矿物中的水 口矿物化学式及其计算

1 结晶学与矿物学 ❑ 矿物的化学组成 ❑ 胶体矿物及其组成特点 ❑ 矿物中的水 ❑ 矿物化学式及其计算 4 矿物的化学组成

结晶学与矿物学 扩物的化学 Na2.87%K263%0 Ca3.68 Mg2.12% Fe507% Al8.25% 047.3% Si28.1% 地亮中元素的丰度与矿物化学组成 硅酸盐:75%,氧化物:17%

2 矿物的化学组成 结晶学与矿物学 地壳中元素的丰度与矿物化学组成 硅酸盐: 75%, 氧化物: 17%

结晶学与矿物 矿物的化学 IA H 原子序数 H lIA H元素符号 IIIB VBVBⅤ IB VIIB00 Li Be 相对原子量1.01 BCNOFNe 69419012 Al Si PS ClAr 22 IIIA IVA VAVIA VIIA ⅤIIA BⅢB|292280863097432064354533948 K Ca Sc Ti v Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39098400784.95647885094251.965493855847589335869363546653969723726174922789679904838 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb TeIXe 85468876208890691224929069594(9791)1007102911064210787124114x2118.7112.761276126913129 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg TI Pb Bi Po AtRn 13913731891949105116211902319x19506 Ac Rf Ha Sg (222611)(2621)(263.1) 惰性气体型离子 过渡型离子 铜型离子 惰性气体原子 元素离子类型与矿物化学组成 硅酸盐:75%,氧化物:17%

3 矿物的化学组成 结晶学与矿物学 元素离子类型与矿物化学组成 硅酸盐: 75%, 氧化物: 17%

结晶学与矿物学 扩物的化学 化学组成 基本固定的矿物 如aCl,Mg(OH2 类质同象矿物 化学 化学组成 组成 不固定的矿物 含层间水和沸 变化 石水矿物 胶体矿物 非化学 计量矿物 如Fe12S

4 矿物的化学组成 结晶学与矿物学 化学 组成 变化 化学组成 基本固定的矿物 非化学 计量矿物 化学组成 不固定的矿物 类质同象矿物 含层间水和沸 石水矿物 胶体矿物 如NaCl，Mg(OH)2 如Fe1-xS

结晶学与矿物学 细 胶分 ●极大比表面积·非晶质 体散 ●带电荷 无规则几何外形 系 ●选择性吸附 可变性和复杂性 胶体 胶体的特点 胶体矿物特点 胶体矿物形成一岩石风化壳中 矿物岩石风化胶体溶液蒸发/中和胺胶体矿物 凝聚

5 胶 体 细 分 散 系 非晶质 无规则几何外形 可变性和复杂性 极大比表面积 带电荷 选择性吸附 胶体 胶体的特点 胶体矿物特点 胶体矿物形成—岩石风化壳中 胶体矿物及其组成特点 矿物/岩石 风化 胶体溶液 凝聚 蒸发/中和 胶体矿物 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 矿物中的水 根据水是否参加矿物晶格而把水分为三类 不参加矿物晶格的水:吸附水 参加矿物晶格的水:结晶水和结构水 过渡类型的水:层间水和沸石水 中性水,不带电荷,不进入矿物 晶体结构,存在于矿物的表面、裂隙 吸附水》索离度案4之变 入化学式。吸附水的存在不影响矿物 的结构

6 矿物中的水 根据水是否参加矿物晶格而把水分为三类 不参加矿物晶格的水：吸附水 参加矿物晶格的水：结晶水和结构水 过渡类型的水：层间水和沸石水 中性水，不带电荷，不进入矿物 晶体结构，存在于矿物的表面、裂隙 中，失水温度很低（0-110℃之间）。 含量不固定，随环境温度和湿度而变， 入化学式。吸附水的存在不影响矿物 的结构 . 结晶学与矿物学 吸附水

结晶学与矿物学 矿物中的水 以中性水分子的形式存在于晶体结构中,有固定 的位置和配位数,有固定的含量,失水温度高 (110-230℃),影响矿物的结构和性质 结晶水多出现于具有大半径络阴离子的含氧盐矿 结晶水,物中,有一个或几个固定的脱水温度 30°C 100°C 400°C Cu(H2O)5[So4]->Cu(h,O)3[SO4]->Cu(H2O)[SO4]>Cu[SO4I 胆矾(三斜)三水胆矾单斜)泼水胆矾(单斜)铜锭石(斜方)

7 以中性水分子的形式存在于晶体结构中，有固定 的位置和配位数，有固定的含量，失水温度高 （110 -230℃），影响矿物的结构和性质。 结晶水多出现于具有大半径络阴离子的含氧盐矿 物中，有一个或几个固定的脱水温度 Cu(H2O)5 [SO4 ]→Cu(H2O)3 [SO4 ]→Cu(H2O)[SO4 ]→Cu[SO4 ] 胆矾(三斜) 三水胆矾(单斜) 泼水胆矾(单斜) 铜锭石（斜方） 30 C 100 C 400 C 结晶水 矿物中的水 结晶学与矿物学

结晶学与矿物学 矿物中的水 以H,H2O+,(OH形式存在于晶体结构中。有固 定的位置和确定的含量比,失水温度高 (500.600-1200℃),失水后,离子发生重新排 结构水列,变为另一种矿物,矿物中结构水的作用 平衡晶体中多余的电荷 充填结构空隙高岭石:AL[SiO1ol(OHs

8 以H+ , H3O+ , (OH)-形式存在于晶体结构中。有固 定的位置和确定的含量比 ，失水温度高 （500,600-1200℃），失水后，离子发生重新排 列，变为另一种矿物，矿物中结构水的作用 • 平衡晶体中多余的电荷 • 充填结构空隙 高岭石: Al4 [Si4O10](OH)8 矿物中的水 结晶学与矿物学 结构水

结晶学与矿物学 矿物中的水 以中性水分子的形式存在于层状硅酸盐结构单 N层间水)物之的空构沸有 格但含量与吸附阳离子的种类以及环境的温度 和湿度有关,介于结晶水和吸附水之间 沸石小水)是物物题化李性发生数个大永 温度低,失水后可以重新获得

9 以中性水分子的形式存在于层状硅酸盐结构单 元层之间（层间水）或架状结构硅酸盐沸石族 矿物结构的孔隙和空洞中（沸石水）。参与晶 格但含量与吸附阳离子的种类以及环境的温度 和湿度有关，介于结晶水和吸附水之间。 有一定的配位数，失水后，矿物结构基本不变， 只是矿物的物理化学性质发生一些变化，失水 温度低，失水后可以重新获得 矿物中的水 结晶学与矿物学 层间水 沸石水

结晶学与矿物学 矿物化学式及其计算 黄铁矿FeS2绿柱石Be3Al2Si,O1或3BeO·Al2O3·6SiO2 中仅表示出组成矿物的元素种类及其原子数之比 ◆忽略了矿物中的次要组分 不能反映原子在矿物结合中的关系 石膏CaSO32H2O绿柱石Be3Al2Si6O1s 中矿物的晶体化学式可以反映出成分与结构的关系

10 矿物化学式及其计算 实验式：表示组成矿物的元素种类及其原子数之比  仅表示出组成矿物的元素种类及其原子数之比  忽略了矿物中的次要组分  不能反映原子在矿物结合中的关系。 晶体化学式: 表明矿物中各组分的种类及数量比及 其在矿物结构中的占位 黄铁矿 FeS2 绿柱石 Be3Al2Si6O18或3BeO • Al2O3 • 6SiO2 石膏 Ca[SO3 ]•2H2O 绿柱石 Be3Al2 [Si6O18] 矿物的晶体化学式可以反映出成分与结构的关系 结晶学与矿物学