КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО И ЕГО СТРОЕНИЕ

КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ
ВЕЩЕСТВО
И ЕГО СТРОЕНИЕ
МИНЕРАЛОГИЯ
• МИНЕРАЛОГИЯ – наука о составе, строении,
свойствах и происхождении минералов.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОНЯТИЯ «МИНЕРАЛ»:
• МИНЕРАЛЫ – природные химические
соединения, состоящие из атомов
нескольких или, реже, одного химического
элемента;
• МИНЕРАЛЫ – природные химические
соединения, однородные по составу и
внутреннему строению.
МИНЕРАЛЫ
ТВЕРДЫЕ
ЖИДКИЕ
ГАЗООБРАЗНЫЕН
Кварц, малахит, пирит
Вода, ртуть
Кислород, аммиак
ТВЕРДЫЕ
ВЕЩЕСТВА
АМОРФНЫЕ
2%
КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ
98%
АМОРФНЫЕ ВЕЩЕСТВА
• Аморфные
вещества
характеризуются
беспорядочным
расположением
слагающих их
материальных
частиц – атомов,
молекул,
комплексных ионов
•
Опал
КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА
• В кристаллическом
веществе
материальные
частицы
расположены
упорядоченно
•
Горный хрусталь
ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
ВЕЩЕСТВА И ХИМИЧЕСКИЕ
СВЯЗИ
Строение
атомов
Кристаллохимическая
структура
Тип
химических
связей
Физические
свойства
Класс
веществ
Химические
свойства
СТРОЕНИЕ АТОМА
Периодическая система
химических элементов
ТИПЫ ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ
• Известно несколько типов химических
связей:
» Ионная
» Ковалентная
» Металлическая
» Межмолеклярная
ТИПЫ ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ
ТИПЫ КРИСТАЛЛО-ХИМИЧЕСКИХ СТРУКТУР
• Схема взоимодействия ионов без явления
поляризации (А) и при наличии этого явления
(Б)
Размер атомов и ионов
Координационное
число атомов
Графическое изображение
кристаллических структур
ИЗОМОРФИЗМ
Изоморфизм – способность элементов в
кристаллохимической структуре
замещать друг друга при условии
близости радиусов.
ИЗОМОРФИЗМ
•
форстерит
фаялит
• Оливин – изоморфная смесь форстерита и
фаялита
Условия изоморфизма
• Близость радиусов участвующих в
изоморфных замещениях ионов и
атомов.
• Определенное сходство химических
свойств
заменяющих
друг
друга
элементов, (лучше всего, если они
принадлежат
одной
подгруппе
периодической системы).
• Сохранение
электронейтральности
кристаллической структуры минерала
Характер компенсации
валентностей
• изовалентный изоморфизм:
в магнезите Mg(CO3): Mg2+ ↔ Fe2+ ;
в корунде Al2O3: Al3+ ← Cr3+
• гетеровалентный изоморфизм:
В сфалерите ZnS: 3 Zn ← 2 In + □;
В кварце SiO2: Si4+ ← Fe3+ + R+;
В альбите Na(AlSi3O8): Na+ + Si4+ ↔ Ca2+ + Al3+
ПОЛИМОРФИЗМ
• Полиморфизм - способность некоторых
веществ существовать в состояниях с
различной
кристаллохимической
структурой.
Полиморфизм
• Алмаз и графит - полиморфные
модификации углерода
ПОЛИМОРФИЗМ
• Различные
• свойства алмаза
• и графита
определяются
различиями
• в их кристаллохимических
• структурах
Кварц
Β-кварц
(высокотемпературный)
α-кварц
(низкотемпературный)
ПОЛИМОРФИЗМ
• Пирит и марказит являются полиморфными
модификациями одного вещества – FeS.