第五講： 自然元素類.ppt

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1、第五講：第一大類：自然元素（1學(xué)時）自然元素類礦物大致有40種左右，占整個地殼的0.1%，分布極不均勻，最主要的有自然銅、自然金、自然鉑、自然硫、石墨、金剛石等這一大類礦物分為：自然金屬元素、自然半金屬元素、非金屬元素1金屬元素：主要為鉑族元素Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt和Cu、Ag、Au，而其它Fe、Co、Ni處于極次要地位。這些元素所構(gòu)成的礦物多為典型的金屬鍵；大多數(shù)礦物的原子是最緊密堆積，故結(jié)構(gòu)型較為簡單．對稱性較高。其個多數(shù)為立方最緊密堆積，具立方面心格子的銅型結(jié)構(gòu)，如自然銅、自然金、自然鉑、自然把等。少數(shù)為六方最緊密堆積，具六方格子，像自然鋨等。此類礦物在成分上類質(zhì)同

2、像的現(xiàn)象較為廣泛，在形態(tài)上具等軸粒狀和六方板狀特點。在物性上，具典型的金屬特性，如不透明，金屬光澤，硬度低，相對密度大，延展性強，為熱和電的良導(dǎo)體等。2半金屬元素：即As、Sb、Bi。它們構(gòu)成的礦物具有歪曲了的NaCl型晶胞，形成略顯層狀的菱面體晶格.非金屬元素；主要是C和S。C有兩個同質(zhì)多像變體，一為金剛石，一為石墨。前者為純共價鍵的典型實例，因而硬度特大，光澤強，相對密度大，不導(dǎo)電，難導(dǎo)熱。石墨為層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)具共價鏈一金屬鍵，層間為分子鏈．內(nèi)于層間連接力弱，故在物性上具明顯的異向性，產(chǎn)生（0001)極完全解理。S在自然界有三個同質(zhì)多像變體，最常見的是自然硫(α—硫)，它由8個S

3、原子以共價鍵連接成S8環(huán)。環(huán)分子間為分子鍵連結(jié)，所以它的硬度低，熔點低，導(dǎo)電導(dǎo)熱性也差。3典型礦物介紹：一、自然金（1）化學(xué)成分：主要是金，其次含有Ag、Cu、Pd、Pt、Bi等。金與銀是完全的類質(zhì)同象系列，分為自然金（含銀小于5%）、含銀自然金（含銀5~15%）、銀金礦（含銀15~50%）、金銀礦（含銀50~85%）、含金自然銀（含銀85~95%）、自然銀（含銀大于95%）。自然金中的金含量是以成色來表示的，即金的重量占整個重量的千分率，表示為金的成色=Au/（Au+Ag+Cu+········）*1000金的成色常與成因有關(guān)，即成色是標(biāo)型特征之一。4（2）晶體結(jié)構(gòu)：等軸晶系，O5

4、h-Fm3m，Z=4，a=0.4078nm，原子呈立方最緊密堆積,形成立方面心格子的銅型結(jié)構(gòu)。5（3）礦物的形態(tài)：六八面體晶類，對稱型為Oh即為3L44L36L29PC，完好晶體少見，常見單形有立方體、菱形十二面體、八面體、四六面體、四角三八面體等。6（4）物理性質(zhì)：顏色和條痕均為金黃色(隨著含銀量的增加色變淺，銀金礦為淡黃至奶黃色；含銅時，色變深，呈深黃色)。強金屬光澤。無解理。硬度2—3。相對密度15.6—18.3，純金為19.3(在同重量的金屬中金的體積最小，1Kg黃金的體積僅相當(dāng)于半徑為2.3cm的圓球或邊長為3.71cm的立方體大小)。延展性強，可抽成細絲或壓成全箔(1g純

5、金可抽成直徑為0.00434mm，長3.5km的細絲)。具良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于酸和堿，只溶于王水?；馃蟛蛔兩?。7（5）成因：成因極為復(fù)雜，可產(chǎn)于多種地質(zhì)作用下。各種成因的熱液型金礦、風(fēng)化殼、沉積型金礦等。8二、自然鉍（1）化學(xué)成分：Bi成分較純，有時含微量Fe、S、Te、As、Sb等元素。9新鮮斷口呈微帶淺帶的銀白色，在空氣中很快變成特有的淺紅錆色；灰色條痕；強金屬光澤。解理平行{0001}完全，硬度2—2．5。相對密度9．70一9．83。延展性弱。良逆磁性。導(dǎo)電性。[物理性質(zhì)]10三、金剛石（1）化學(xué)成分：少含一些N和B，這些元素的含量直接影響著金剛石的各種

6、物理性質(zhì)，成為金剛石的分級的依據(jù)。11（2）晶體結(jié)構(gòu)：等軸晶系，O7h—Fd3m，a=0.35595nm，Z=8，等軸晶系的面心格子，把整個立方體分為八個小立方體，兩兩錯開的小立方體中各放入一個原子。123）礦物的形態(tài)：八面體、菱形十二面體及其聚形13（4）物理性質(zhì)無色透明，通常略帶深淺不同的黃色色調(diào)，也有乳白色、線綠色、天藍色、粉紅色、紫色、褐色、棕色或黑色(合石墨包裹體)。湖南砂礦中的金剛石呈黃色或強黃綠色、淺綠色、少量溫棕黃、線灰色。它是由兩種色心引起，即氮原子中心和放射性輻射損傷中心。具有一定弧氮中心的金剛石，對能量高于2.2ev(波長小于560nm)的入射光有明顯的吸收而呈

7、黃色；輻射損傷中心使C的電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生晶格缺陷，形成一系列新的吸收，使金剛石著色。典型的金剛光澤，具有高的折射率和強的色散，一經(jīng)琢磨得法就顯出閃爍光芒。解理{111}中等、{110}不完全。硬度10，為金剛石獨有的特性。相對密度3．47—3．56，一般3．52左右。抗磨性強。具發(fā)光性，日光下團圓后，夜間(或置于暗室)則發(fā)談青藍色的磷光，放有“夜明珠”之稱。在紫外線照射下發(fā)綠色、天藍或紫色磷光(有區(qū)域性)，但也有不發(fā)光的。145）成因金剛石在高溫、高