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《之四氧化物氫氧化物礦物大類》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、氧化物和氫氧化物教學目標1、簡單氧化物:剛玉、金紅石、石英2、復雜氧化物:鈣鈦礦、尖晶石3、氫氧化物:水鎂石、三水鋁石、一水軟鋁石記住以上礦物的化學式和主要晶體結構特點及物理性質特點,還有簡單的應用。目 錄1、概述2、主要礦物氧化物和氧化物礦物:金屬陽離子和某些非金屬陽離子(如Si等)與O2-或(OH)-化合而成的礦物。§1概述返回目錄地殼中分布廣泛,僅次于含氧鹽礦物大類。已知的礦物超過200種,占地殼總重量的17%±:石英族礦物分布最廣,占12.6%,最常見的石英是主要的造巖礦物;Fe的氧化物和氫氧化物占3.9%;次有Al、Mn、Ti、Cr的氧化物和氫氧化物。意義
2、:1)許多為提取黑色金屬和有色金屬(Fe、Mn、Cr、Al、Sn等)、稀有金屬(Ti、Nb、Ta等)、放射性金屬(U、Th、Y、TR等)及非金屬的礦物原料以及耐火材料等。2)為儀表軸承或研磨材料、無線電工業(yè)原料、工藝美術原料及寶石的重要來源。一、化學組成化學組成陰離子:主要為O2-、(OH)-陽離子:40種左右。主要為惰性氣體型(Si、Al、Mg、U等)和過渡型(Fe、Mn、Ti、Cr、V、Nb、Ta等)離子;銅型離子極少見(Sn、Cu、Pb、Zn、Sb、Bi等)。少數(shù)氧化物中附加陰離子(F-、Cl-)和水分子。1)銅型離子往往見于由硫化物氧化而成的次生礦物中,且含量
3、很少。2)變價元素Fe、Mn、U等在氧化物中往往呈高價態(tài)。3)氧化物中類質同像(尤其是異價類質同像)替代較硫化物廣泛,完全類質同像替代在成分復雜的氧化物中較常見。氫氧化物中類質同像替代少見,而吸附作用使其化學組成復雜化。二、晶體化學特點1.氧化物氧化物氧化物中O2-常作立方或六方最緊密堆積或近似最緊密堆積,陽離子充填四面體或八面體空隙。鍵性以離子鍵為主,且以低價惰性氣體型離子的氧化物中為最強,如方鎂石MgO。由于陽離子具不同程度的極化性質,剛玉(Al2O3)、石英(SiO2)等的鍵性趨于向共價鍵過渡;而磁鐵礦(FeFe2O4)、軟錳礦(MnO2)等則有向金屬鍵過渡的趨
4、勢。1)陽離子電價增高,其共價鍵的成分趨于增多,如:Na+→Mg2+→Al3+→Si4+離子鍵→→共價鍵2)鍵性因陽離子的類型而異:惰性氣體型→過渡型→銅型離子,共價鍵性趨于增強,CN趨向減小。2.氫氧化物(OH)-或(OH)-和O2-共同形成緊密堆積,后者中(OH)-與O2-通常成互層分布。多數(shù)礦物為層狀結構,層內為離子鍵,層間以分子鍵或氫鍵聯(lián)結;部分礦物為鏈狀結構,鏈內為離子鍵,沿鏈的方向聯(lián)結力較強,鏈間為氫鍵。三、形態(tài)氧化物常具完好的晶形。集合體常成粒狀和致密塊狀。氫氧化物多屬三方、六方、斜方或單斜晶系。具層狀結構者常呈板狀、片狀、鱗片狀;具鏈狀結構者多呈柱狀、
5、針狀、纖維狀。但更常見成細分散膠態(tài)混合物,呈鮞狀、豆狀、腎狀、葡萄狀、鐘乳狀多孔狀、土狀、致密塊狀等。四、物理、化學性質1.光學性質主要取決于陽離子類型(1)惰性氣體型離子(Mg、Al、Si等)的氧化物和氫氧化物:通常為無色、白色或淺色的顏色及條痕,玻璃光澤為主,透明~半透明。(2)過渡型離子(Fe、Mn、Cr、Ti等)和銅型離子(Sn、Cu等)的氧化物和氫氧化物:深色或暗色,常呈各種彩色或鋼灰色~鐵黑色,條痕深色(黃、褐、黑色),半金屬或金剛光澤,半透明~不透明。2.力學性質及其他性質決定于其晶體結構1)氧化物大部分礦物為離子鍵向共價鍵過渡,結構的緊密程度高。通常具
6、較高的硬度(一般>5.5,最高達9);較大的比重(多數(shù)>4.0,僅架狀結構的石英族較低,為2.65);解理不發(fā)育;含鐵礦物具強弱不等的磁性;含放射性元素者具放射性;熔點高;溶解度低。2)氫氧化物層狀結構者的硬度和比重均較相應的氧化物稍低或低得多,常具一組極完全~完全解理;鏈狀結構者的硬度和比重皆相對稍大些,其解理中等。氫氧化物因產于地表,常為膠態(tài)或隱晶質,解理的意義不大。五、分類一、氧化物礦物剛玉:Al2O3化學組成:一般含微量Cr3+、Fe2+、Ti4+、Mn2+、V5+、Ga3+等,常見赤鐵礦、鈦鐵礦、金紅石、尖晶石、石榴子石等包裹體?!?主要礦物返回目錄晶體結構
7、:三方晶系,對稱型m剛玉型結構剛玉型結構:O2-呈六方最緊密堆積構成氧離子層,Al3+在兩層O2-之間,充填2/3的八面體空隙。=4,=6。鑒定特征鑒定特征:晶體常呈完好的腰鼓狀、桶狀或短柱狀。常依()呈聚片雙晶。晶面上常見相交的幾組條紋。通常呈藍灰、黃灰色,含雜質可呈各種顏色:紅寶石:含Cr,紅色;藍寶石:含Ti和Fe2+,藍色;黑星石:含F(xiàn)e2+、Fe3+,黑色、透明;白寶石:純凈無色透明的晶體;含Co、V、Ni呈綠色;含Ni呈黃色;含F(xiàn)e3+、Mn2+呈玫瑰紅色。玻璃光澤~金剛光澤。透明~半透明。在某些紅(藍)寶石的{0001}面上可見因含有定