Хімічні формули мінералів

Адсорбційна вода - молекулярна вода - володіє найменшою міцністю зв'язку і виділяється при нагріванні мінералу до температури 1100С. Розрізняють гігроскопічну і міжшарову адсорбційну воду.

Гігроскопічна вода утримується на поверхні мінеральних зерен, заповнюючи міжзеренний простір. Завдяки впливу поверхневої енергії відбувається утворення гігроскопічної води, кількість якої в мінералах пропорційний їх питомій поверхні. Наприклад, крупні і досконалі кристали кришталю майже не містять гігроскопічної води, в той же час в тонкодисперсному опалі кількість води складає приблизно 20 мас.%.

Міжплощинна вода характерна для силікатів з шаруватою структурою, в яких молекули води розташовуються між шарами (пакетами). Двовимірний шар адсорбує воду всією поверхнею, і в структурі мінералу спостерігається чергування його шарів, з шарами води. Відстань між пакетами зростає по мірі насичення мінералу міжплощинною водою. Залежно від адсорбції або втрати води гратка мінералу розбухає або стискається. Так, питомий об'єм, заздалегідь висушеного, монтморилоніту збільшується в 2,5 рази, а період кристалічної гратки зростає від 9,6 до 28,4·10^-10м.

4. Вода включень, на долю якої за підрахунками В.І.Вернадського доводиться близько 0,1% маси води океанів. Ця вода є механічними газорідинними включеннями, що захоплені мінералами під час зростання. Розташовуючись в порожнечах різного роду, вода включень на відміну від адсорбційної води може бути виділена з мінералів при більш високій температурі внаслідок того, що вона заповнює навіть ультрамікроскопічні порожнечі.

Хімічний склад мінералів, визначений, в основному, шляхом хімічного аналізу в лабораторіях, може бути виражений емпіричною або кристалохімічною формулою. На відміну від емпіричних формул, які виражають кількісний склад мінералів і не дають уявлення про поєднання і зв'язок складових елементів один з одним, кристалохімічні формули дають уявлення не тільки про хімічний склад, але й про тип хімічної сполуки і взаємозв'язок між елементами.

Емпіричні і кристалохімічні формули мінералів складають за даними валового хімічного складу, вираженого у відсотках. Для перерахунку на хімічну формулу масові відсотки кожного елемента або оксиду ділять на відповідну атомну або молекулярну масу. Отримані цифри, що є атомними або молекулярними кількостями, приводять до простих чисел. Ці числа - коефіцієнти в хімічній формулі показують, в яких пропорціях знаходяться компоненти, що входять до мінералу. Приклад перерахунку даних хімічного аналізу і встановлення формули мінералу халькопіриту наведений в таблиці 7.1.

Таблиця 7.1- Перерахунок хімічного аналізу халькопіриту

Компоненти	Хімічний склад	Атомна маса	Атомні кількості	Атомні відносини
Fe	30,47	55,80	0,544
Cu	34,40	63,50	0,541
S	35,87	32,07	1,120
Сума	100,74

Отримана емпірична формула – - виражає хімічний склад халькопіриту; індекс 2, що стоїть поряд з хімічним символом сірки, показує, що вміст атомів сірки в два рази більше, ніж атомів міді або заліза, індекс одиниця біля їх символів не ставиться.

Для того щоб у формулі відобразити конституцію мінералів, тобто їх структурну і хімічну природу, проводять перерахунок результатів хімічного аналізу на кристалохімічні формули. Це можливо тільки у тому випадку, коли розшифрована кристалічна структура і визначені параметри даного мінералу, вивчені фізичні властивості, типи ізоморфних заміщень і визначені типи води у складі мінералу.

При написанні кристалохімічних формул прийнято спочатку записувати катіони, потім аніони - прості або комплексні. Комплексні аніони беруть у квадратні дужки, наприклад, форстерит

Близько пов'язані один з одним атоми виділяються в групи за допомогою круглих дужок, наприклад, коалініт – Символи ізоморфних елементів в кристалохімічних формулах беруть у круглі дужки, розділяючи їх комами, при цьому елементи, присутні в більшій кількості, пишуться на першому місці, наприклад, монгейміт – . Молекули води в кристалогідратах пишуться в кінці формули і з'єднуються з нею через крапку, наприклад, гіпс Якщо в мінералах присутні додаткові іони (і ін.) вони розміщуються після радикала, наприклад, топаз – Присутні в мінералах елементи з різним ступенем окислення пишуться окремо, наприклад, магнетит .

Дата добавления: 2014-10-22