12、含氧盐大类剖析

,*,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,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,第十二章 含氧盐大类,高岭石的电子显微镜照片,含氧盐是由各种含氧酸根(如SiO44-、CO32-、SO42-)与金属阳离子结合所形成的一大类化合物。,含氧盐大类矿物约占矿物种数的三分之二，重量超过地壳总量的五分之四，是地壳中分布最广泛、最常见的一大类矿物。是构成三大岩类岩石的主要矿物，也是国民经济中很多重要的矿物原料，特殊是非金属矿物原料：如建材、化工、陶瓷、冶金帮助原料以及很多珍贵的宝(玉)石原料，主要是来自含氧盐大类矿物。,意义：1重要的造岩矿物：橄榄石-辉石-角闪石-长石-沸石2稀有金属的重要来源：Li、Be、B、Zr、Rb、Cs3珍贵的宝玉石原料：绿柱石祖母绿、海蓝宝 石、硬玉翡翠的主要矿物、软玉(细腻致密的透闪石岩)、鸡血石(“地”和“血”)、碧玺、坦桑石、紫牙乌4重要的非金属矿物原料：滑石、云母、石棉、沸石、方解石、石膏、粘土类如高岭土等。,坦桑石,矿物名称：黝帘石 Zoisitetanzanite,黝帘石属斜方晶系，柱状或板柱状，一组完全解理，,H=6.5-7,，密度：中级，,3.35g/cm,3,。,含氧盐大类-硅酸盐类-岛状构造硅酸盐亚类-绿帘石族,黝帘石,是斜黝帘石的同质多象变体。,绿帘石中三价铁被铝完全代替,-,斜黝帘石。即绿帘石,-,斜黝帘石完全类质同象系列。,坦桑石,光性特征：非均质体，二轴晶，正光性。,多色性：矿物依据入射光源和入射角度的不同而转变颜色的性质。,坦桑石具强的多色性(三色)，如：蓝色，紫红色和绿黄色；,紫牙乌,矿物名称：石榴子石,Garnet,等轴晶系，粒状，无解理，,H=7-7.5,，密度：中,-,重级，克,/,立方厘米。,含氧盐大类-硅酸盐类-岛状构造硅酸盐亚类,-石榴子石族矿物,紫牙乌,是颜色,深红带紫,的石榴子石。,紫牙乌,光性特征：,均质体。无多色性。,中低档宝石之一。,依据络阴离子种类的不同，分为以下几类：硅酸盐类-络阴离子种类 SiO44-碳酸盐类-络阴离子种类 CO32-硫酸盐类-络阴离子种类 SO42-磷酸盐类-络阴离子种类 PO43-钒酸盐类-络阴离子种类 VO43-砷酸盐类-络阴离子种类 AsO43-硝酸盐类-络阴离子种类 NO3-硼酸盐类-络阴离子种类 BO33-,含,氧,盐,大,类,重,点,1、阳离子-主要是惰性气体型离子：,Si4+、Al3+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+。,局部过渡型离子：Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cr3+、Ti4+。,铜型离子较少进入含氧盐。,2、阴离子-阴离子团，由Si、S、N、C、P等和O组成的络阴离子如络阴离子SiO44-，还可消逝附加阴离子如O2-、OH-。,还可有H2O分子的参与。,3,、类质同象,类质同象极为普遍各类或亚类差异也较大。,如：碳酸盐类，菱镁矿-菱铁矿，完全类质同象。,硅酸盐类，骨干外极为普遍，骨干内各亚类不完全一样。,4、晶体构造,硅氧骨干：,硅酸盐的根本构造单元中 Si 和O组成的硅氧四周体SiO44-，在硅酸盐构造中，SiO44-四周体既可以孤立地被其它阳离子包围起来，也可以彼此以共角顶的方式连结起来形成各种形式的硅氧骨干与其它阳离子结合，目前所觉察的硅氧骨干形式已有数十种，但主要有5种。,5,、形态与一般物理性质,络阴离子内部以共价键为主，络阴离子与其外阳离子结合时多为离子键，所以晶体为典型的离子晶格。,矿物多具白色条痕、玻璃光泽、透亮。硬度变化极大，视成份、构造不同而异。硅酸盐硬度最高层状低，解理等级、组数差异都很大。,第一类 硅酸盐类矿物,氧和硅是地壳中分布最广、平均含量最高的元素，其克拉克值分别为46.6%和27.72%，硅和氧结合。除形成SiO2矿物外，主要构成SiO44-络阴离子与其他阳离子结合形成大量的硅酸盐。,硅酸盐矿物在自然界分布极为广泛，硅酸盐矿物有800余种，约占矿物种的1/4，就其质量而言，约占地壳岩石圈总质量的80%。,硅酸盐类矿物是三大类岩石的主要造岩矿物，同时也是工业上所需要的多种金属和非金属的矿物资源，此外，还有不少硅酸盐矿物是珍贵的宝石矿物。,一、化学成分,1、阳离子-主要是惰性气体型离子：,Si4+、Al3+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+。,局部过渡型离子：Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cr3+、Ti4+。,铜型离子很少。,2、阴离子-主要是由Si和O组成的硅氧骨干络阴离子SiO44-，此外还可消逝附加阴离子O2-、OH-、F-、Cl-等，还可有H2O分子的参与如异极矿。,3,、,类质同象,硅酸盐矿物中类质同象,极为普遍,，主要类质同象系列如下：,硅氧骨干中：,Al,3+,Si,4+,硅氧骨干外：,Mg,2+,Fe,2+,Mn,2+,Ni,2+,Co,2+,Al,3+,Fe,3+,Cr,3+,Ti,4+,Na,+,Ca,2+,Na,+,K,+,Ba,2+,K,+,Rb,+,Cs,+,Zr,4+,Hf,4+,Th,4+,U,4+,二、晶体构造,硅氧骨干：,硅酸盐的根本构造单元中 Si 和O组成的硅氧四周体SiO44-，在硅酸盐构造中，SiO44-四周体既可以孤立地被其它阳离子包围起来，也可以彼此以共角顶的方式连结起来形成各种形式的硅氧骨干与其它阳离子结合，目前所觉察的硅氧骨干形式已有数十种，但主要有5种。,1,、岛状硅氧骨干,单四周体SiO44-,双四周体Si2O76-,石榴子石族,橄榄,石 锆石,绿帘石 符山石,2,、环状硅氧骨干,硅氧四周体彼此之间共用两个或三个角顶构成封闭的环状：,三方环Si3O96-电气石-复三方环,四方环Si4O128-,六方环Si6O1812-绿柱石 堇青石,整柱石,3,、链状硅氧骨干,-,单链和双链,硅氧四周体彼此之间共用两个角顶构成一向延长的单链,辉石式,Si,2,O,6,4-,硅灰石式,Si,3,O,9,6-,蔷薇辉石式,Si,5,O,15,10-,单链,单链,硅氧四周体一局部共用两个角顶，一局部共用三个角顶相互联接构成一向延长的双链。,双链,角闪石式,Si,4,O,11,6-,硬硅钙石,Si,4,O,11,6-,夕线石式,AlSiO,5,3-,每个硅氧四周体共用三个角顶构成,二向延展的平面层状骨干-Si4O104-,4,、层状硅氧骨干,滑石,Mg,3,Si,4,O,10,(OH),2,叶腊石,Al,2,Si,4,O,10,(OH),2,AlSi,3,O,10,5-,云母族,白云母,K,Al,2,AlSi,3,O,10,(OH),2,活性氧？,惰性氧？,5,、架状硅氧骨干,但是在硅酸盐中，,这种架状构造并不完全由硅氧四周体组成，而必需有一局部硅氧四周体被铝氧四周体所代替，这样才能消逝多余的负电荷，而成为架状络阴离子：(AlxSin-x)O2nx-,硅氧四周体彼此共用四个角顶时构成向三维空间进展的骨架。,Al3+Si4+的多少、能否，主要取决于硅氧骨干的形式。骨干形式：,Al3+Si4+,岛状：几乎没有，极个别：Ca2Al2Mg(Al，Si)SiO7 黄长石,环状：极少 (Mg.Fe)2Al3AlSi5O18 堇青石,链状：少数 一般辉石，一般角闪石,层状：较多 KAl2AlSi3O10(OH)2 白云母,架状：必需有 KAlSi3O8 钾长石,否则，KAlSi3O8 Si4O8：为氧化物 Si4O8：-SiO2,A1O4四周体为不稳定的配位形式，在构造中需要由SiO4四周体的支持，只有在具有无限延长的硅氧骨干(链、层、架)的构造中，Al3+代Si4+才有可能，而在具有架状构造硅氧骨干的硅酸盐中，Al3+代Si4+是必需的。Al3+代Si4+的难易挨次如下：,难 易 必需,单链 双链 层状 架状,在晶体构造中，两个AlO4不能相连，Al3+代Si4+的数目不能超过硅氧骨干中Al和Si的总数的一半。,即Al:Si 1:1。,三、硅酸盐类矿物中亚类的划分,据强键在空间的分布：即硅氧骨干的形式分为四个亚类：,1、岛状构造硅酸盐亚类：单、双四周体,2、环状构造硅酸盐亚类：强键在有限空间分布。,3、链状构造硅酸盐亚类：单、双链状骨干,强键在一个方向延长。,4、层状构造硅酸盐亚类：层状骨干矿物,强键在平面延长。,5、架状构造硅酸盐亚类：架状骨干矿物,强键在三维空间分布。,四、铝在硅酸盐中的作用,1、Al3+可以呈4次配位，代替局部的Si4+进入络阴离子，形成铝硅酸盐。,例：钠长石-NaAlSi3O8,2、Al3+可以呈6次配位，存在于硅氧骨干之外，,作为阳离子，形成铝的硅酸盐。,例：高岭石-Al4Si4O10(OH)8,3、双重作用：Al3+的两种配位形式可以同时存在于同一构造中，形成铝的铝硅酸盐。,例：白云母,KAl2AlSi3O10(OH)2,叶腊石,Al,2,Si,4,O,10,(OH),2,五、形态与一般物理性质,1、形态,形态取决于硅氧骨干的形式以及骨干外的阳离子配位多面体的联结形式。,孤立四周体：主要为粒状：石榴子石族、橄榄石；,环状骨干：柱状：绿柱石、电气石；,链状骨干：柱状、针状、纤维状：辉石、角闪石、硅灰石；,层状骨干：板、片、鳞片：云母、绿泥石；,架状骨干：短柱状、板、粒状：长石、白榴石。,2、一般物理性质,1光学性质,硅酸盐类矿物，多为共价键-离子键，具离子晶格的特点：颜色多为浅色，少数为深色，但条痕均为白色；玻璃光泽，少数为金刚光泽；透亮。,2力学性质,解理,岛状硅酸盐：解理不发育，多为不完全解理；,链状硅酸盐：多为平行链方向的两组完全-中等解理,层状硅酸盐：平行层的一组极完全解理,架状硅酸盐：长石族：两组完全解理,似长石族：解理不发育,硬度：除层状构造硅酸盐矿物及沸石族矿物外，均大于小刀。,密度：孤立四周体的硅酸盐比重较大，可达重级，一般为中等，层、架、含水硅酸盐比重较小。,六、,Si-O,键性,岛状：,SiO,4,4-,Si:O=1:4,共价键性,100%,环状：,Si,6,O,18,12-,Si:O=1:3,共价键性,75%,单链：,Si,2,O,6,4-,Si:O=1:3,共价键性,75%,双链：,Si,4,O,11,6-,Si:O=1:2.75,共价键性,69%,层状：,Si,4,O,10,4-,Si:O=1:2.5,共价键性,60%,架状：,(Al,x,Si,n-x,)O,2n,x-,Si:O=1:2,共价键性,50%,课堂作业十一硅酸盐概述,1、写出以下硅酸盐骨干化学式通式,1单四周体骨干,2双四周体骨干,3六元单环骨干,4辉石单链式骨干,5硅灰石式单链骨干,6蔷薇辉石式,7角闪石双链式骨干,8层状骨干,9架状骨干,