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）05 自然元素矿物

结晶学与矿物学 5自然元素矿物 概述 自然铜族矿物 自然硫族矿物 金刚石-石墨族矿物

结晶学与矿物学 5 自然元素矿物 概述 自然铜族矿物 自然硫族矿物 金刚石-石墨族矿物

自然元素矿物概述 自然元素矿物超过50种,占地壳总重量~0.1%,不均匀分布。部 分可富集成具有工业意义的矿床 化学成分 金属元素:Pt、Au、Cu、Ag(VIB的铂族和IB的铜族) 半金属元素:As、Sb、Bi 非金属元素:S、C 晶体化学 结构类型 金属元素:铜型(A1型密堆积),如Pt、Cu、Au、Ag 锇型(A3型密堆积,CN=12),如O -Fe型(A2型密堆积,CN=8),如Fe 半金属元素:砷型(在形式上可视为由立方面心格子沿三次轴发生畸 变而略呈现层状的菱面体格子) 非金属元素:金刚石型、自然硫型、石墨型

自然元素矿物 概述 自然元素矿物超过50种，占地壳总重量~0.1%，不均匀分布。部 分可富集成具有工业意义的矿床 化学成分 金属元素：Pt、Au、Cu、Ag (VIII B的铂族和 I B的铜族) 半金属元素：As、Sb、Bi 非金属元素：S、C 晶体化学 结构类型 金属元素：铜型(A1型密堆积), 如Pt、Cu 、Au 、Ag; 锇型(A3型密堆积，CN=12), 如 Os; a-Fe型(A2型密堆积，CN=8) , 如Fe; 半金属元素：砷型(在形式上可视为由立方面心格子沿三次轴发生畸 变而略呈现层状的菱面体格子); 非金属元素：金刚石型、自然硫型、石墨型

自然元素矿物概述 建性 金属元素:为典型的金属键 半金属元素:由金属键逐步向多键性转变 非金属元素:视不同矿物而异:金刚石具典型共价键;自 然硫具分子键;石墨具层状结构,层内为共价键,层间 为分子键 物理性质 金属元素矿物:金属色、反射力强而不透明、金属光泽、强延展性、导 电性和导热性、硬度低、无解理、比重大 半金属元素矿物:金属性较强者,其物理性质趋向于接近金属自然元素 矿物。自然铋、自然锑、自然砷三矿物非金属性依次増加,硬度趋向于 加大,胞性趋向于增高,金属光泽则趋向于减弱,比重趋向于降低; 非金属元素矿物:自然硫具分子键,表现为硬度低、比重小、性胞、熔 点低并易升华。金刚石和石墨差异较大

自然元素矿物 概述 键性 金属元素：为典型的金属键 半金属元素：由金属键逐步向多键性转变 非金属元素：视不同矿物而异: 金刚石具典型共价键；自 然硫具分子键；石墨具层状结构，层内为共价键，层间 为分子键 物理性质 金属元素矿物：金属色、反射力强而不透明、金属光泽、强延展性、导 电性和导热性、硬度低、无解理、比重大; 半金属元素矿物：金属性较强者，其物理性质趋向于接近金属自然元素 矿物。自然铋、自然锑、自然砷三矿物非金属性依次增加，硬度趋向于 加大，胞性趋向于增高，金属光泽则趋向于减弱，比重趋向于降低; 非金属元素矿物：自然硫具分子键，表现为硬度低、比重小、性胞、熔 点低并易升华。金刚石和石墨差异较大

自然铜族矿物 包括自然铜,自然金和自然银。 【化学组成】 自然金 自然银 自然铜 主元素Au u 微元素Au,Ag Au cr Au c Au和Ag的原子半径相似(为1.79和1.75A),很容易 类质同象代替,但不是完全类质同象系列;Cu的半径较 小,约为1.57A,只能在高温时才与Au形成固溶体

自然铜族矿物 包括自然铜, 自然金和自然银。 自然金 自然银 自然铜 主元素 Au Ag Cu 微元素 Au, Ag Au, Cu Au, Cu Au和Ag的原子半径相似(为1.79和1.75 A), 很容易 类质同象代替, 但不是完全类质同象系列; Cu的半径较 小, 约为1.57 A, 只能在高温时才与Au形成固溶体。 【化学组成】

自然铜族矿物 【结构和参数】 均为铜型结构,等轴晶系,点群m3m,空间群Pm3m,CN=12 自然金自然银自然铜 晶胞参数(a)4.0704.0773.089 单胞分子数4 什么是铜型结构? a=365A

自然铜族矿物 均为铜型结构, 等轴晶系, 点群m3m, 空间群Pm3m, CN=12 自然金 自然银 自然铜 晶胞参数(a) 4.070 4.077 3.089 单胞分子数 4 4 4 什么是铜型结构? 【结构和参数】

自然铜族矿物 【晶体形态】 单晶体均少见,多呈树枝状,致密块状或片状集合体 自然金:八面体{111},菱形十二面体{110 自然银:立方体{100},八面体{11或两者聚形 自然铜:立方体{100

自然铜族矿物 单晶体均少见, 多呈树枝状, 致密块状或片状集合体。 自然金: 八面体{111}, 菱形十二面体{110} 自然银: 立方体{100},八面体{111}, 或两者聚形 自然铜: 立方体{100} 【晶体形态】

自然铜族矿物 【物理性质】 均为金属光泽硬度2.5左右,电和热的良导体,延展性高。 自然金 自然银 自然铜 颜色 金黄色 银白色 铜红色 条痕 金黄色 银白色 铜红色 比重 19.3 10.5 8.95 熔点 1062 960.5 10830C

自然铜族矿物 均为金属光泽, 硬度2.5左右, 电和热的良导体, 延展性高。 自然金 自然银 自然铜 颜色 金黄色 银白色 铜红色 条痕 金黄色 银白色 铜红色 比重 19.3 10.5 8.95 熔点 1062 960.5 1083 oC 【物理性质】

自然铜族矿物 【成因产状】 自然金:热液作用(高、中、低温热液)、外生作用(砂金) 自然银:中低温热液作用、硫化物矿床氧化带 自然铜:形成于多种地质过程中的还原条件下

自然铜族矿物 自然金：热液作用（高、中、低温热液）、外生作用(砂金) 自然银：中低温热液作用、硫化物矿床氧化带 自然铜：形成于多种地质过程中的还原条件下 【成因产状】

关于Au的一些知识 成色:指自然金的化学成分中金所占的比例,用千分数表示 Au成色=Aux1000(Au+Ag+其它金属组分) 首饰用Au的纯度:用K表示。纯金为24K(含金量100%),18K 相当于24K中金占18份,其它金属占6份 国际计量单位:盎司( Ounce))表示,1盎司(0z)=31103g)

关于Au的一些知识 成色：指自然金的化学成分中金所占的比例，用千分数表示 Au成色＝Au1000/(Au+Ag+其它金属组分） 首饰用Au的纯度：用K表示。纯金为24K(含金量100%)，18K 相当于24K中金占18份，其它金属占6份 国际计量单位：盎司(Ounce)表示，1盎司(oz) = 31.103 g)

自然硫族矿物 自然硫具有三个同质多象变体,即∞-,B-和γ-硫。在自然条件下只有a 硫才是稳定的。如果温度高于95.6℃,-硫转变为单斜晶系的β-硫,当 温度降低时仍回复为α-硫。γ-硫在常温常压下不稳定,而转变为α-硫 【化学组成】S,火山作用成因的自然硫往往含有少量Se、As、Te;由 生物化学作用沉积的自然硫则夹杂有泥质、有机质等混入物 【结构和参数】斜方晶系,点群mmm,空间群Fdd;单胞参数为 a0=10.437b0=12.845A,C=24369;Z=16。自然硫的结构中,硫分子由八 个原子组成,原子上下交替排列,构成硫八环。 【[形态】常呈双锥状或厚板状,由菱方双锥、菱方柱、板面等组成

自然硫族矿物 自然硫具有三个同质多象变体，即a-, b-和g -硫。在自然条件下只有a- 硫才是稳定的。如果温度高于95.6℃, a-硫转变为单斜晶系的b-硫，当 温度降低时仍回复为a-硫。 g -硫在常温常压下不稳定，而转变为a-硫。 【化学组成】 S, 火山作用成因的自然硫往往含有少量Se、As、Te; 由 生物化学作用沉积的自然硫则夹杂有泥质、有机质等混入物。 【结构和参数】 斜方晶系, 点群mmm, 空间群Fddd；单胞参数为: a0=10.437, b0=12.845A, C0=24.369; Z=16。自然硫的结构中, 硫分子由八 个原子组成，原子上下交替排列，构成硫八环。 【[形态】 常呈双锥状或厚板状，由菱方双锥、菱方柱、板面等组成