结晶学与矿物学chap9

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Chap.9,硫化物及其,类似化合物矿物大类,1,硫化物及其类似化合物,矿物,：,一系列,金属元素,与,S,、,Se,、,Te,、,As,、,Sb,、,Bi,等化合而成的,化合物,。,已发现的,矿物种,达,370种,左右,，,约占,矿物总数,的,1/10,，,其中,硫化物,占,2/3,以上,。,为,有色金属矿床,的,主要矿物,。,1,概 述,2,一,、,化学组成,1,阴离子,：,主要为,S,，,少量为,Se,、,Te,、,As,、,Sb,、,Bi,等,。,2,阳离子,：,主要有：,铜型离子,：,Cu,、,Pb,、,Zn,、,Ag,、,Hg,、,Cd,、,Au,靠近,铜型离子,的,过渡型离子,过渡型离子,：,Fe,、,Co,、,Ni,、,Mo,、,Mn,、,Pt,3,类质同像替代,极,广泛,，,矿物,成分复杂,，,Ga,、,Ge,、,In,、,Re,等,稀有分散元素,呈,类,质同像混入物,存在,，,具重要,经济价值,。,4,二,、,晶体结构,本大类矿物的,阴离子,的,半径较大,、,电负性较低,，,易被极化,；,阳离子,的,半径小,、,电价较高,，,极化能力强,。,常可看作,S,2-,等作,最紧密堆积,，,阳离子,充填,四面体,或,八面体,空隙,。,矿物的,化学键,由,离子键,向,共价键,或,金属键,过渡,。,5,同质多像,现象普遍,，,主要取决于,形成,温度,及,成矿溶液,的,酸碱度,等,。,6,三,、,形态,简单硫化物,，,组分简单,，,对称,程度,一般,较高,，,多为,等轴,或,六方晶系,，,少数属,斜方,或,单斜晶系,，,组分复杂,的,硫盐,主要为,单斜,或,斜方,晶系,。,大多数,硫化物,的,晶形较好,，,特别是,复硫化物,更常见,完好晶形,；,硫盐,主要,呈,粒状,或,块状,集合体,。,7,四,、,物理性质,物理性质,取决于矿物的,成分,、,结构,及,键力,特征,。,1）,具明显,金属键,的,硫化物,(,方铅矿,、,黄铜矿,),：,金属色,，,条痕深色,，,金属光泽,，,不透明,，,强导电性,和,导热性,。,8,具明显,共价键,的矿物,(,闪锌矿,、,辰砂,),：,鲜艳彩色,，,条痕,为,浅色,或,彩色,，,金刚光泽,，,半透明,。,电,和,热,的,不良导体,。,9,2）,简单硫化物,解理发育,，,复硫化物,解理不完全,或,无解理,。,3）,简单硫化物,的,硬度较低,，,一般在,24,，,层状结构,者,(,辉钼矿,、,雌黄,),为,12,；,但,复硫化物,具,较高,的,硬度,，,一般,56.5,，,个别达,78,。,4）,本大类矿物,比重,一般,4,。,熔点低,。,10,五,、,成因产状,绝大多数系,热液作用,的,产物,，,也有属,岩浆成因,、,接触交代成因,、,沉积成因,。,11,六,、,分类,据,阴离子特点,分三类,：,1）,简单硫化物,：,S,2-,与,铜型,或,过渡型,离子,（,Cu,、,Pb,、,Zn,、,Ag,、,Hg,、,Fe,、,Co,、,Ni,）结合而成,，,如,方铅矿,（,PbS,）,、,闪锌矿,(,ZnS,),、,黄铜矿,(,CuFeS,2,),等,。,12,2）,复硫化物,：,哑铃状对硫,S,2,2-,、,对砷AS,2,2-,及,AsS,2-,、,SbS,2-,等与,Fe,、,Co,、,Ni,等,过渡型离子,结合而成,。,如,黄铁矿,(,FeS,2,),、,毒砂,(,FeAsS,),等,。,13,3）,硫盐,：,S,与,半金属元素As,、,Sb,、,Bi,结合组成,络阴离子AsS,3,3-,、,SbS,3,3-,等,，,与,铜型离子 Cu,、,Pb,、,Ag,结合成,较复杂,的,化合物,。,如,黝铜矿,砷黝铜矿,(,Cu,12,Sb,4,S,13,Cu,12,As,4,S,13,),等,。,14,方铅矿,：,PbS,晶体结构,晶体结构,：,等轴晶系,，,Fm3m,。,NaCl 型结构,：,S,2-,作,立方最紧密堆积,，,Pb,2+,充填于,全部八面体空隙,中，,CN,=,6,。,化学键,为,离子键,金属键,的过渡类型。,2,主要矿物,15,鉴定特征,鉴定特征,：,铅灰色,，,条痕黑色,，,强金属光泽,。,100,三组,完全解理,，,硬度低,(,23,),。,比重大,(,7.47.6,),。,加,KI,及,KHSO,4,与,矿物,一起,研磨,后显,黄色,。,16,成因产状,：,主要产于,中温热液,多金属硫化物,矿床,中,。,用途,：,提炼Pb,最主要的矿石,，,含,Ag,多时,可,综合利用Ag,；,作,红外探测器,及,检波器,的,材料,。,17,闪锌矿,：,ZnS,或,-ZnS,化学组成,：,常有,Fe,2+,替代,Zn,进入晶格,，,其他尚有,Mn,、,Cd,、,In,、,Ga,、,Ge,、,Tl,等,类质同像混入物,。,18,晶体结构,晶体结构,：,等轴晶系,，,F3m,。,S,2-,作,立方最紧密堆积,，,Zn,2+,充填于,半数,的,四面体空隙,，,CN,=,4,。,化学键,具,共价键,性质,。,19,鉴定特征,鉴定特征,：,粒状,晶形,。,颜色变化大,，,由,无色,到,浅黄,、,棕褐,黑色,，,随,含Fe量,的,增加,而,变深,。,条痕白色,褐色,，,金刚,光泽,。,110,六组,完全解理,，,H,34,。,与,方铅矿共生,。,20,用途,：,为,最重要,的,锌矿石,矿物,，,综合,利用Cd,、,In,、,Ga,、,Ge,等,稀有金属,；,结晶良好,的,单晶体,是,最佳,的,红外窗口材料,和,发光材料,。,21,闪锌矿的标型特征,22,黄铁矿,：,FeS,2,化学组成,：,常有,Co,、,Ni替代Fe,；,As,、,Se,、,Te,替代S,。,常含,Au,、,Ag,、,Cu,、,Pb,、,Zn,等,细分散机械混入物,。,23,晶体结构,晶体结构,：,等轴晶系,，,对称型,m3,。,为,NaCl型结构,之,衍生结构,：,哑铃状,对硫S,2,2-,近似于,立方最紧密堆积,，,S,2,2-,之中心相当于,Cl,-,的位置,，,Fe,2+,位于,Na,+,的位置,。,对硫S,2,2-,的,轴向,与相当于,晶胞,1/8,的,小立方体,的,对角线方向,相同,，,但彼此并不相交,。,24,哑铃状,S,2,2-,的,伸长方向,在结构中,犬牙交错配置,，,使各方向,键力相近,，,故,解理极不完全,，,而,硬度大,。,25,鉴定特征,鉴定特征,：,常见,完好,的,100,、,hk0,及其,聚形,，,晶面,上常具,三,组互相垂直,的,聚形条纹,。,浅铜黄色,，,表面,有,黄褐色锖色,，,条痕绿黑,或,黑色,，,强金属光泽,。,参差状断口,，,硬度,66.5,，,性脆,，,无磁性,。,26,用途,：,为,提取S,、,制造H,2,SO,4,的,主要原料,，广泛应用于,化工,、,橡胶,、,造纸,、,农药,、,化肥,、,染料,等方面；,可,综合利用Au,、,Co,、,Ni,、,As,、,Cu,、,Ag,等,；,副产品,“,黄铁矿渣,” 部分用于,铸炼生铁,；,黄铁矿晶体,可入,中药,；,黄铁矿,的,成分,、,形态,、,热电性,等具,标型意义,，可,指导找矿勘探,。,27,黄铜矿,：,CuFeS,2,化学组成,：,常含,少量,Ag,、,Au,、,Zn,等,机械混入物,。,28,晶体结构,晶体结构,：,四方晶系,，,对称型,2m,为,闪锌矿型结构,之,衍生结构,：,S,2-,作,立方最紧密堆积,，,Cu,2+,和,Fe,2+,充填,半数,的,四面体空隙,，,均位于,Zn,2+,的位置,，,其,单位晶胞宛若,2个,闪锌矿,晶胞,叠置而成,，,且,Cu,2+,和,Fe,2+,沿,c,轴,相间排列,，,每个,Cu,2+,或,Fe,2+,为,4,个,S,2-,围绕,，,每个,S,2-,为,2,个,Cu,2+,和,2,个,Fe,2+,围绕,，,CN,=,4,。,29,鉴定特征,鉴定特征,：,常呈,致密块状,或,分散粒状,。,铜黄色,，,表面,常有,蓝,、,紫红,、,褐,等色的,斑状锖色,，,条痕绿黑色,，,金属光泽,。,硬度3,4,。,性脆,。,用途,：,为,提炼Cu,的重要,矿石矿物,。,30,磁黄铁矿,：,Fe,1-x,S,非化学计量性,“,缺席构造,”,高温,下,x,=,00.125,320,时：,六方晶系变体,，,成分,相当于,FeS,Fe,7,S,8,之间的,固溶体,。,320,时：,单斜晶系变体,，,成分,为,Fe,7,S,8,。,31,鉴定特征,鉴定特征,：,通常呈,致密块状,。,暗古铜色,，,表面,常具,黑褐色锖色,，,条痕亮灰黑色,，,金属,光泽,。,硬度4,。,具,磁性,。,用途,：,主要用于,提取S,、,制作H,2,SO,4,；,综合利用Ni,、,Cu,。,32,辰砂,、,雄黄,、,雌黄之对比,矿物,辰 砂,雄 黄,雌 黄,成分,HgS,As,4,S,4,或,AsS,As,2,S,3,晶系,三方,单斜,单斜,对称型,32,2/m,2/m,形态,分散粒状,柱状,、,致密粒状,、,土状块体,短柱状,、,板状,、,片状,、,土状,颜色,红色,，有,铅灰色锖色,桔红色,柠檬黄色,条痕,红色,浅桔红色,鲜黄色,光泽,金刚光泽,金刚光泽,，,断面树脂光泽,金刚光泽,，,断面油脂光泽,解理, ,完全,010 完全,010,极完全,，,薄片,具,挠性,硬度,2,2.5,1.52,1.5,2,比重,8.0,8.2,3.56,3.5,用途,提炼Hg,；,单晶,可作,激光调制晶体,；,中药,(,丹砂,),。,提取As,、,制砷化物,；,中药材,；,用于,农药,、,颜料,、,玻璃,等工业。,提炼As,、,制砷化物,；,中药,成因,低温热液矿床,的,典型矿物,33,本 章 结 束,请同学们在课下认真复习,34,过渡型离子:,返回,35,物理性质之一,返回,36,方铅矿结构,：,PbS,返回,37,方铅矿鉴定特征,返回,38,闪锌矿结构,：,ZnS,或,-ZnS,返回,39,闪锌矿鉴定特征,下一页,40,下一页,闪锌矿鉴定特征,41,返回,闪锌矿鉴定特征,42,黄铁矿晶体结构,：,FeS,2,返回,43,黄铁矿,鉴定特征,FeS,2,下一页,44,黄,铁,矿,鉴,定,特,征,FeS,2,返回,45,黄铜矿晶体结构,CuFeS,2,返回,46,黄铜矿鉴定特征,返回,47,磁黄铁矿,鉴定特征,返回,48,