結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)-補充1 含氧鹽礦物大類ppt課件

1、含氧鹽礦物大類含氧鹽礦物大類 含氧鹽是各種含氧酸根絡(luò)陰離子與金屬陽離子所組成的含氧鹽是各種含氧酸根絡(luò)陰離子與金屬陽離子所組成的鹽類化合物。它們約占已知礦物種數(shù)的三分之二，是地殼中鹽類化合物。它們約占已知礦物種數(shù)的三分之二，是地殼中分布最廣泛、最常見的一大類礦物。國民經(jīng)濟中許多重要的分布最廣泛、最常見的一大類礦物。國民經(jīng)濟中許多重要的礦物原料，特別是非金屬礦物材料，如化工、陶瓷、冶金輔礦物原料，特別是非金屬礦物材料，如化工、陶瓷、冶金輔助原科以及許多貴重的寶助原科以及許多貴重的寶(玉玉)石原料，主要是來自含氧鹽礦物石原料，主要是來自含氧鹽礦物 根據(jù)絡(luò)陰離子種類的不同，可將含氧鹽大類礦物作進根據(jù)絡(luò)

2、陰離子種類的不同，可將含氧鹽大類礦物作進一步分類如下：一步分類如下： 硅酸鹽硅酸鹽SiO44-、碳酸鹽、碳酸鹽CO32-、硫酸鹽、硫酸鹽SO42-、磷酸鹽磷酸鹽PO43-、釩酸鹽、釩酸鹽VO43-、砷酸鹽、砷酸鹽As5+O43-、硝酸鹽硝酸鹽NO3- 硼酸鹽硼酸鹽B3+O33-等等 硅酸鹽類礦物硅和氧是地殼中分布最廣，平均含量最高的元素，其克拉硅和氧是地殼中分布最廣，平均含量最高的元素，其克拉克值分別為克值分別為27.72%27.72%和和46.6%46.6%，硅和氧除結(jié)合形成，硅和氧除結(jié)合形成SiO2SiO2礦物礦物外，主要構(gòu)成外，主要構(gòu)成Si-OSi-O絡(luò)陰離子與其他陽離子結(jié)合形成大量的絡(luò)

3、陰離子與其他陽離子結(jié)合形成大量的硅酸鹽。硅酸鹽。硅酸鹽礦物在自然界分布極為廣泛，已知硅酸鹽礦物有硅酸鹽礦物在自然界分布極為廣泛，已知硅酸鹽礦物有600600余種余種 ，約占已知礦物種的，約占已知礦物種的1/41/4，就其質(zhì)量而言，約占，就其質(zhì)量而言，約占地殼巖石圈巖質(zhì)量的地殼巖石圈巖質(zhì)量的85%85%。 硅酸鹽礦物是三大類巖石的主要造巖礦物，同時也是硅酸鹽礦物是三大類巖石的主要造巖礦物，同時也是工業(yè)上所需要的多種金屬和非金屬的礦物資源，此外，還工業(yè)上所需要的多種金屬和非金屬的礦物資源，此外，還有不少硅酸鹽礦物是珍貴的寶石礦物有不少硅酸鹽礦物是珍貴的寶石礦物 硅酸鹽硅酸鹽礦物礦物一、化學(xué)成分一、

4、化學(xué)成分陽離子主要是惰性氣體型離子和部分過渡型離子，銅型離子陽離子主要是惰性氣體型離子和部分過渡型離子，銅型離子 很少很少陰離子主要是由陰離子主要是由Si和和O組成的硅氧骨干絡(luò)陰離子），此組成的硅氧骨干絡(luò)陰離子），此 外還可出現(xiàn)附加陰離子外還可出現(xiàn)附加陰離子O2-、OH-、F-、Cl-，以及，以及S2-、 CO32-、SO42-等，還可有水分子的參與等，還可有水分子的參與二、晶體結(jié)構(gòu)二、晶體結(jié)構(gòu)硅氧骨干硅酸鹽的基本構(gòu)造單元中硅氧骨干硅酸鹽的基本構(gòu)造單元中Si和和O組成的硅氧四組成的硅氧四面體面體SiO44-，在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中，在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中SiO44-四面體既可以孤立四面體既可以孤立地被其它陽離

5、子包圍起來，也可以彼此以共角頂?shù)姆绞竭B地被其它陽離子包圍起來，也可以彼此以共角頂?shù)姆绞竭B結(jié)起來形成各種形式的硅氧骨干與其它陽離子結(jié)合，結(jié)起來形成各種形式的硅氧骨干與其它陽離子結(jié)合， 目前目前所發(fā)現(xiàn)的硅氧骨干形式已有數(shù)十種，主要有所發(fā)現(xiàn)的硅氧骨干形式已有數(shù)十種，主要有5種種1、島狀硅氧骨干、島狀硅氧骨干單四面體單四面體SiO44-SiO44-兩個硅氧四面體共用一個兩個硅氧四面體共用一個角頂構(gòu)成雙四面體角頂構(gòu)成雙四面體Si2O76-Si2O76-2、環(huán)狀硅氧骨干、環(huán)狀硅氧骨干 硅氧四面體彼此之間共用兩個角頂構(gòu)成封閉的環(huán)狀硅氧四面體彼此之間共用兩個角頂構(gòu)成封閉的環(huán)狀三方環(huán)三方環(huán)Si3O96-Si3O

6、96-、四方環(huán)、四方環(huán)Si4O128-Si4O128-及六方環(huán)及六方環(huán)Si6O1812-Si6O1812-3、鏈狀硅氧骨干、鏈狀硅氧骨干硅氧四面體彼此之間共用兩個角頂構(gòu)成一向延伸的單鏈硅氧四面體彼此之間共用兩個角頂構(gòu)成一向延伸的單鏈輝石式輝石式 -Si2O6-4硅灰石式硅灰石式 -Si3O9-6薔薇輝石式薔薇輝石式 -Si5O15-10單鏈單鏈硅氧四面體部分共用兩個角頂，部分共用三個角頂相互聯(lián)接構(gòu)成一向延硅氧四面體部分共用兩個角頂，部分共用三個角頂相互聯(lián)接構(gòu)成一向延伸的雙鏈伸的雙鏈雙鏈雙鏈角閃石式角閃石式 Si4O11-6硬硅鈣石硬硅鈣石 Si4O11-6夕線石式夕線石式 AlSiO5-3硅氧

7、四面體共用三個角頂構(gòu)成二向延展的平面層狀硅氧四面體共用三個角頂構(gòu)成二向延展的平面層狀Si4O104-Si4O104-4、層狀硅氧骨干、層狀硅氧骨干三八面體型三八面體型二八面體型二八面體型 硅氧四面體彼此共硅氧四面體彼此共用四個角頂時構(gòu)成向三用四個角頂時構(gòu)成向三維空間發(fā)展的骨架。維空間發(fā)展的骨架。 但是在硅酸鹽中，但是在硅酸鹽中，這種架狀結(jié)構(gòu)并不完全這種架狀結(jié)構(gòu)并不完全由硅氧四面體組成，而由硅氧四面體組成，而必須有一部分硅氧四面必須有一部分硅氧四面體被鋁氧四面體所代體被鋁氧四面體所代替，這樣才能出現(xiàn)多余替，這樣才能出現(xiàn)多余的負(fù)電荷，而成為架狀的負(fù)電荷，而成為架狀絡(luò)陰離子，絡(luò)陰離子， (AlxSi

8、n-(AlxSin-x)O2nx-x)O2nx-5、架狀硅氧骨干、架狀硅氧骨干三、三、Al的作用的作用Al可以呈可以呈4次配位，代替部分的次配位，代替部分的Si4+進入絡(luò)陰離子，形成進入絡(luò)陰離子，形成鋁硅酸鹽，如鈉長石鋁硅酸鹽，如鈉長石NaAlSi3O8Al可以呈可以呈6次配位，存在于硅氧骨干之外，作為陽離子，次配位，存在于硅氧骨干之外，作為陽離子，形成鋁的硅酸鹽，如高嶺石形成鋁的硅酸鹽，如高嶺石Al4Si4O10(OH)8Al的兩種配位形式可以同時存在于同一構(gòu)造中，形成鋁的兩種配位形式可以同時存在于同一構(gòu)造中，形成鋁的鋁硅酸鹽，如白云母的鋁硅酸鹽，如白云母KAl2AlSi3O8(OH)2 A

9、1O4四面體為不穩(wěn)定的配位形式，在結(jié)構(gòu)中需要由四面體為不穩(wěn)定的配位形式，在結(jié)構(gòu)中需要由SiO4四面四面 體的支持，體的支持， 只有在具有無限延伸的硅氧骨干只有在具有無限延伸的硅氧骨干(鏈、層、架鏈、層、架)的結(jié)構(gòu)中，的結(jié)構(gòu)中，Al代代Si才有可才有可 能，而在具有架狀硅氧骨干的硅酸鹽中，能，而在具有架狀硅氧骨干的硅酸鹽中，Al代代Si是必須的。是必須的。Al代代Si的的 易難順序如下、架狀、層狀、雙鏈和和單鏈。易難順序如下、架狀、層狀、雙鏈和和單鏈。 在晶體結(jié)構(gòu)，兩個在晶體結(jié)構(gòu)，兩個AlO4不能相連，不能相連，Al代代Si的數(shù)目不能的數(shù)目不能超過硅氧骨超過硅氧骨 干中干中Al和和Si的總數(shù)的一半。即的總數(shù)的一半。即Al:Si1:1。 四、四、Si-O鍵性鍵性硅酸鹽礦物的形態(tài)取決于硅氧骨干的型式和陽離子配位多面硅酸鹽礦物的形態(tài)取決于硅氧骨干的型式和陽離子配位多面體的連接方式，特別是體的連接方式，特別是AlO6AlO6八面體的連結(jié)方式八面體的連結(jié)方式SiO44- Si:O=1:4 SiO44- Si:O=1:4 共價鍵性共價鍵性 100%100%Si6O1812- Si:O=1:3 Si6O1812- Si:O=1:3 共價鍵性共價鍵性 75%75%Si2O6-4 Si:O=1:3 共價鍵性共價鍵性 7