Учебно-методическое пособие для лекционного курса "Биогеохимия". Улахович Н.А - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КФУ | Казань

Составители: 

Рубрика: 

20
кристаллическую структуру могут войти не любые элементы, обладающие
необходимой валентностью, а лишь те, которые имеют соответствующий
размер.
Каждый минерал характеризуется своей кристаллохимической
индивидуальностью, то есть своим сочетанием химического состава и
кристаллической структуры. Поэтому вещества одного и того же состава, но
разной структуры (их называют полиморфными веществами) – являются
разными минералами. Например, кальцит и аргонит – две разные
модификации состава CaCO
3
. Два разных по составу, но одинаковых по
кристаллической структуре вещества – это тоже разные минералы. Таковы
магнезит MgCO
3
и сидерит FeCO
3
, корунд Al
2
O
3
и эсколаит Cr
2
O
3
. Часто
такие изоструктурные вещества образуют кристаллы смешанного состава или
твердые растворы.
6.2.1. Изоморфизм
Явление замены одних частиц формирующейся кристаллической решетки
минерала другими получило название «изоморфизм». При росте кристаллов
магнезита часть позиций магния оказывается занятой железом. Общий состав
таких кристаллов магнезита смешанного состава выражается формулой
(Mg,Fe)CO
3
. В конкретных случаях и при знании точного содержания железа
формулы могут быть записаны так: (Mg
0.8
Fe
0.2
)CO
3
, (Mg
0.65
Fe
0.35
)CO
3.
Аналогично возможны такие природные составы сидерита – FeCO
3
,
(Fe
0.9
Mg
0.1
)CO
3
, (Fe
0.58
Mg
0.42
)CO
3
. В кристаллах этих разных составов атом
заменен на атом, все примесные атомы распределены в кристаллической
решетке минерала статистически. Общее число атомов в формуле минерала
не меняется.
Однако не менее распространены в природе явления изоморфизма, при
которых замена атомов сопровождается дополнительными явлениями –
возникновением вакансий (незанятых узлов в кристаллической решетке) или,
наоборот, межузельных частиц (дополнительных атомов или электронов).
Общее число атомов в формуле минерала, таким образом, не остается
целочисленным, стехиометричность состава вещества нарушается. Например,
природный моносульфид железа - минерал пирротин в идеале имеет формулу
FeS, но в реальности почти всегда отмечается дефицит железа. Это
происходит за счет того, что при росте кристаллов пирротина часть ионов
Fe
2+
заменяется ионами Fe
3+
. В результате формулы разных проб пирротина
могут иметь вид Fe
0.89
S, Fe
0.91
S, а в общем виде - Fe
1-x
S.Обычно такие
формулы записывают как Fe
8
S
9
, Fe
10
S
11
, поскольку вид таких формул как бы
не противоречит принципу стехиометричности и простых дальтоновских
соотношений чисел атомов в формулах химических соединений. 
кристаллическую структуру могут войти не любые элементы, обладающие
необходимой валентностью, а лишь те, которые имеют соответствующий
размер.
    Каждый минерал характеризуется своей кристаллохимической
индивидуальностью, то есть своим сочетанием химического состава и
кристаллической структуры. Поэтому вещества одного и того же состава, но
разной структуры (их называют полиморфными веществами) – являются
разными минералами. Например, кальцит и аргонит – две разные
модификации состава CaCO3. Два разных по составу, но одинаковых по
кристаллической структуре вещества – это тоже разные минералы. Таковы
магнезит MgCO3 и сидерит FeCO3, корунд Al2O3 и эсколаит Cr2O3. Часто
такие изоструктурные вещества образуют кристаллы смешанного состава или
твердые растворы.


                             6.2.1. Изоморфизм

     Явление замены одних частиц формирующейся кристаллической решетки
минерала другими получило название «изоморфизм». При росте кристаллов
магнезита часть позиций магния оказывается занятой железом. Общий состав
таких кристаллов магнезита смешанного состава выражается формулой
(Mg,Fe)CO3. В конкретных случаях и при знании точного содержания железа
формулы могут быть записаны так: (Mg0.8Fe0.2)CO3, (Mg0.65Fe0.35)CO3.
Аналогично возможны такие природные составы сидерита – FeCO3,
(Fe0.9Mg0.1)CO3, (Fe0.58Mg0.42)CO3. В кристаллах этих разных составов атом
заменен на атом, все примесные атомы распределены в кристаллической
решетке минерала статистически. Общее число атомов в формуле минерала
не меняется.
     Однако не менее распространены в природе явления изоморфизма, при
которых замена атомов сопровождается дополнительными явлениями –
возникновением вакансий (незанятых узлов в кристаллической решетке) или,
наоборот, межузельных частиц (дополнительных атомов или электронов).
Общее число атомов в формуле минерала, таким образом, не остается
целочисленным, стехиометричность состава вещества нарушается. Например,
природный моносульфид железа - минерал пирротин в идеале имеет формулу
FeS, но в реальности почти всегда отмечается дефицит железа. Это
происходит за счет того, что при росте кристаллов пирротина часть ионов
Fe2+ заменяется ионами Fe3+. В результате формулы разных проб пирротина
могут иметь вид Fe0.89S, Fe0.91S, а в общем виде - Fe1-xS.Обычно такие
формулы записывают как Fe8S9, Fe10S11, поскольку вид таких формул как бы
не противоречит принципу стехиометричности и простых дальтоновских
соотношений чисел атомов в формулах химических соединений.

                                    20

Страницы