第一講體系元素結(jié)合規(guī)律及控制因素報(bào)告

1、 1. 元素的元素的地球化學(xué)親和性地球化學(xué)親和性2. 礦物晶體形成和變化過(guò)程的礦物晶體形成和變化過(guò)程的類質(zhì)同像類質(zhì)同像法則法則3. 過(guò)渡元素地球化學(xué)行為的控制過(guò)渡元素地球化學(xué)行為的控制-晶體場(chǎng)理論晶體場(chǎng)理論第二部分討論第二部分討論: :自然界控制元素結(jié)合的主要規(guī)律自然界控制元素結(jié)合的主要規(guī)律講講課課內(nèi)內(nèi)容容1. 理解和掌握理解和掌握親和性、類型及相關(guān)的概念、本質(zhì)及機(jī)理親和性、類型及相關(guān)的概念、本質(zhì)及機(jī)理2.理解和掌握理解和掌握類質(zhì)同像的概念、條件、本質(zhì)、機(jī)理及研究意義類質(zhì)同像的概念、條件、本質(zhì)、機(jī)理及研究意義 3. 掌握掌握晶體場(chǎng)理論的基本概念，了解其研究意義晶體場(chǎng)理論的基本概念，了解其研究意

2、義目目標(biāo)標(biāo)要要求求過(guò)渡族元素結(jié)過(guò)渡族元素結(jié)合的基本規(guī)律合的基本規(guī)律常量元素結(jié)合的常量元素結(jié)合的基本規(guī)律基本規(guī)律微量元素結(jié)合微量元素結(jié)合的基本規(guī)律的基本規(guī)律1.1.多組分構(gòu)成的復(fù)雜體系多組分構(gòu)成的復(fù)雜體系 元素周期表中元素周期表中92種元素同時(shí)參與種元素同時(shí)參與2.2.溫溫- -壓條件的變化幅度相對(duì)有限壓條件的變化幅度相對(duì)有限 溫度變化范圍：溫度變化范圍：-80-8018001800 壓力變化范圍：壓力變化范圍：n n* *1010-2-2n n* *10101010Pa(Pa(十萬(wàn)大氣壓十萬(wàn)大氣壓) )3.3.為為多變度單向發(fā)展演化的開(kāi)放體系多變度單向發(fā)展演化的開(kāi)放體系 開(kāi)放：體系與環(huán)境充分的

3、物質(zhì)和能量交換；體系在時(shí)間上是多階段單開(kāi)放：體系與環(huán)境充分的物質(zhì)和能量交換；體系在時(shí)間上是多階段單向的演化向的演化4.4.自發(fā)進(jìn)行的不可逆過(guò)程自發(fā)進(jìn)行的不可逆過(guò)程一、一、自然體系的基本特征自然體系的基本特征1 1 元素結(jié)合的地球化學(xué)背景元素結(jié)合的地球化學(xué)背景 1. 1. 獨(dú)立礦物獨(dú)立礦物 形成能夠用形成能夠用肉眼或顯微鏡下肉眼或顯微鏡下進(jìn)行進(jìn)行礦物學(xué)研究礦物學(xué)研究的顆粒，粒的顆粒，粒徑大于徑大于0.001mm，并且可以用，并且可以用機(jī)械的或物理的方法分離機(jī)械的或物理的方法分離出單出單礦物礦物. 2. 2. 非獨(dú)立礦物非獨(dú)立礦物二、二、自然界元素的主要賦存形式？自然界元素的主要賦存形式？非獨(dú)立礦

4、物的形式有哪些？非獨(dú)立礦物的形式有哪些？重點(diǎn)關(guān)注固相中元素的賦重點(diǎn)關(guān)注固相中元素的賦存存 自然界的礦物一般都不是按某種化學(xué)式所組成的純凈的化合物，而往往混有雜自然界的礦物一般都不是按某種化學(xué)式所組成的純凈的化合物，而往往混有雜質(zhì)，這種雜質(zhì)按其聚集和賦存狀態(tài)可分為五種狀態(tài)：質(zhì)，這種雜質(zhì)按其聚集和賦存狀態(tài)可分為五種狀態(tài)：1.類質(zhì)同像：類質(zhì)同像： 礦物在一定的物理化學(xué)條件下結(jié)晶時(shí)，晶體結(jié)構(gòu)中某種質(zhì)點(diǎn)礦物在一定的物理化學(xué)條件下結(jié)晶時(shí)，晶體結(jié)構(gòu)中某種質(zhì)點(diǎn)(原子、離子或分子原子、離子或分子)被其它類似的質(zhì)點(diǎn)所代替被其它類似的質(zhì)點(diǎn)所代替，結(jié)果只引起晶格常數(shù)，結(jié)果只引起晶格常數(shù)的的微小改變微小改變，而晶體的，

5、而晶體的構(gòu)造類型、化學(xué)鍵類型構(gòu)造類型、化學(xué)鍵類型等均保持等均保持不變不變，這一現(xiàn)，這一現(xiàn)象稱為類質(zhì)同像。象稱為類質(zhì)同像。 2.2.機(jī)械分散物（固相、流體相機(jī)械分散物（固相、流體相):): 是成分不同于主礦物的超細(xì)礦物顆粒或是成分不同于主礦物的超細(xì)礦物顆?；蚬倘垠w固熔體分離結(jié)構(gòu)分離結(jié)構(gòu)；3.3.吸附相雜質(zhì)：吸附相雜質(zhì)：不參加主礦物晶格，在礦物表面、裂隙面等呈吸附狀態(tài)；不參加主礦物晶格，在礦物表面、裂隙面等呈吸附狀態(tài)； 星光紅（藍(lán)）寶石星光紅（藍(lán)）寶石剛玉剛玉-Cr3+;Ti4+,Fe3+條紋長(zhǎng)石條紋長(zhǎng)石-K主主+Na紋紋;反反條紋長(zhǎng)石條紋長(zhǎng)石- Na主主+ K紋紋電性質(zhì)電性質(zhì) 元素非獨(dú)立礦物的形

6、式元素非獨(dú)立礦物的形式4. 4. 超顯微非結(jié)構(gòu)混入物（超顯微非結(jié)構(gòu)混入物（0.001mm0.001mm) )： 它不占主礦物它不占主礦物晶格位置，但又不能形成可以進(jìn)行礦物學(xué)研究的顆粒晶格位置，但又不能形成可以進(jìn)行礦物學(xué)研究的顆粒（其成分和性質(zhì)不清）；（其成分和性質(zhì)不清）；5.5.與有機(jī)質(zhì)結(jié)合的形式與有機(jī)質(zhì)結(jié)合的形式：金屬有機(jī)化合物、金屬有機(jī)絡(luò)合金屬有機(jī)化合物、金屬有機(jī)絡(luò)合物、有機(jī)膠體吸附；物、有機(jī)膠體吸附；血血Fe、骨、骨Ca、腦、腦P巖漿巖中巖漿巖中Au,Ag,Pb,Bi 元素賦存狀態(tài)的研究方法元素賦存狀態(tài)的研究方法從肉眼觀察到各種化學(xué)和儀器分析法。從肉眼觀察到各種化學(xué)和儀器分析法。1、礦物

7、學(xué)觀察、礦物學(xué)觀察2、X光衍射法光衍射法3、電子探針、電子探針4、化學(xué)偏提取法、化學(xué)偏提取法三、元素的地球化學(xué)分類三、元素的地球化學(xué)分類nGoldschmist分類分類: 1. 1. 親石元素親石元素: : 離子的最外層具有離子的最外層具有8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu), 與氧的與氧的親和力強(qiáng)親和力強(qiáng), 主要集中于巖石圈主要集中于巖石圈 2. 2. 親銅元素親銅元素: : 離子的最外層具有離子的最外層具有18電子的銅型結(jié)構(gòu)電子的銅型結(jié)構(gòu), 與硫與硫的親和性強(qiáng)的親和性強(qiáng) 3. 3. 親鐵元素親鐵元素: :離子的最外層具有離子的最外層具有8-18電子過(guò)渡型結(jié)構(gòu)電子過(guò)渡型結(jié)構(gòu), 與氧與氧和硫的親和性

8、都弱和硫的親和性都弱, 主要集中于鐵主要集中于鐵-鎳核鎳核 4. 4. 親氣元素親氣元素: : 原子的最外電子層具有原子的最外電子層具有8電子電子, 在自然界不易在自然界不易形成化合物形成化合物, 主要集中在大氣圈主要集中在大氣圈 5. 5. 親生物元素親生物元素: : 多富集在生物圈多富集在生物圈, C, H, O, N, S, P等等Goldschmidts classification of elements Classification of elements according to volatilityn高場(chǎng)強(qiáng)元素高場(chǎng)強(qiáng)元素(high-field strength element)

9、 Nb、Ta、Zr、Hf、Tin大離子親石元素大離子親石元素(large ion lithophile element) K、Ba、Pb、Sr、Rb等等n產(chǎn)熱元素產(chǎn)熱元素 K、Th、Un稀土元素稀土元素n鉑族元素鉑族元素n造巖元素造巖元素n造礦元素造礦元素常用的一些元素分類術(shù)語(yǔ)常用的一些元素分類術(shù)語(yǔ) 金屬相中：金屬相中：主要是主要是Fe、Ni、 Co、 Pt等元素共生；等元素共生； 硅酸鹽相中硅酸鹽相中: :主要是主要是Si、O、Al、Mg、Fe元素組合；元素組合； 硫化物相中硫化物相中: :主要是主要是S、Fe、Cu、Ni、Co、Zn等元素。等元素。 地殼中地殼中: : 超基性、基性巖、酸性

10、巖的元素組合差別很大。超基性、基性巖、酸性巖的元素組合差別很大。 礦物組合：礦物組合：據(jù)統(tǒng)計(jì)自然界中：硅酸鹽據(jù)統(tǒng)計(jì)自然界中：硅酸鹽25.8%25.8%氧化物、氫氧化物氧化物、氫氧化物2.7%,2.7%, 其它氧鹽其它氧鹽25.4%25.4%，硫化物和硫鹽，硫化物和硫鹽24.7%, 24.7%, 鹵化物鹵化物5.8%5.8%， 自然元素自然元素4.3%4.3%，其它其它3.3%3.3%。問(wèn)題問(wèn)題 1. 為什么不同巖石、礦物中的元素組合千差萬(wàn)別呢？為什么不同巖石、礦物中的元素組合千差萬(wàn)別呢？2. 為什么有些元素總是相伴出現(xiàn)，而另外一些元素彼此很少共生呢？為什么有些元素總是相伴出現(xiàn)，而另外一些元素彼

11、此很少共生呢？ 3. 為什么在自然界多組份復(fù)雜的化學(xué)體系內(nèi)，具有一定的化合物（礦為什么在自然界多組份復(fù)雜的化學(xué)體系內(nèi)，具有一定的化合物（礦物）的組成比例？物）的組成比例？隕石中隕石中四、自然體系中元素結(jié)合規(guī)律的引論四、自然體系中元素結(jié)合規(guī)律的引論自然界元素結(jié)合主要有兩種化學(xué)鍵：自然界元素結(jié)合主要有兩種化學(xué)鍵：1. 同種或性質(zhì)相似元素結(jié)合同種或性質(zhì)相似元素結(jié)合 非極性鍵，一般形非極性鍵，一般形成成共價(jià)鍵共價(jià)鍵；2. 異種元素結(jié)合異種元素結(jié)合 極性鍵，一般形成極性鍵，一般形成離子鍵離子鍵。自然界元素結(jié)合特點(diǎn)：自然界元素結(jié)合特點(diǎn)：1. 多鍵性和過(guò)渡性；多鍵性和過(guò)渡性；2. 自然界形成的自然界形成的化

12、合物化合物（礦物礦物）都是不純的，每一）都是不純的，每一種礦物都構(gòu)成一個(gè)成分復(fù)雜、含量變化的混合物種礦物都構(gòu)成一個(gè)成分復(fù)雜、含量變化的混合物系列。系列。Cl-K+OO+元素結(jié)合規(guī)律可從兩個(gè)不同側(cè)面來(lái)衡量：元素結(jié)合規(guī)律可從兩個(gè)不同側(cè)面來(lái)衡量：1. 從從能量能量的側(cè)面衡量元素結(jié)合的能量參數(shù)：的側(cè)面衡量元素結(jié)合的能量參數(shù)：電負(fù)性（電負(fù)性（X）、電離勢(shì)（）、電離勢(shì)（I）、電子親和能（）、電子親和能（E）、晶格能）、晶格能（U）;2. 從從空間幾何形式空間幾何形式的側(cè)面：半徑（原子、離子）、配位數(shù)、的側(cè)面：半徑（原子、離子）、配位數(shù)、原子和離子極化、最緊密堆積等。原子和離子極化、最緊密堆積等。電離能：電

13、離能：原子上移去一個(gè)電子所需要的能量。原子上移去一個(gè)電子所需要的能量。電離能愈大，則電子被結(jié)合得愈牢電離能愈大，則電子被結(jié)合得愈牢原子半徑、離子半徑原子半徑、離子半徑Cations are smaller than parent atoms. Decrease in size across a row, increase from top to bottom；Anions are larger than parent atoms. Decrease across a row，Increase from top to bottom. 1. 元素的元素的地球化學(xué)親和性地球化學(xué)親和性2. 礦物晶體形

14、成和變化過(guò)程的礦物晶體形成和變化過(guò)程的類質(zhì)同像類質(zhì)同像法則法則3. 過(guò)渡元素地球化學(xué)行為的控制過(guò)渡元素地球化學(xué)行為的控制-晶體場(chǎng)理論晶體場(chǎng)理論自然界控制元素結(jié)合的主要規(guī)律自然界控制元素結(jié)合的主要規(guī)律過(guò)渡族元素結(jié)合過(guò)渡族元素結(jié)合的基本規(guī)律的基本規(guī)律常量元素結(jié)合常量元素結(jié)合的基本規(guī)律的基本規(guī)律微量元素結(jié)合微量元素結(jié)合的基本規(guī)律的基本規(guī)律 The end of this section2 2 元素的地球化學(xué)親和性元素的地球化學(xué)親和性 自然體系中自然體系中* * * 元素最普遍的結(jié)合方式是：元素最普遍的結(jié)合方式是：陽(yáng)離子陽(yáng)離子+ +陰離子。陰離子。* * * 現(xiàn)狀：現(xiàn)狀：“陰陽(yáng)失衡陰陽(yáng)失衡”， 陰離子

15、陰離子 陽(yáng)離子。陽(yáng)離子。* * * 結(jié)果：結(jié)果：地球化學(xué)作用過(guò)程陽(yáng)離子對(duì)陰離子的爭(zhēng)奪地球化學(xué)作用過(guò)程陽(yáng)離子對(duì)陰離子的爭(zhēng)奪不同的不同的陽(yáng)離子與不同的陰離子化合陽(yáng)離子與不同的陰離子化合。一、元素的地球化學(xué)親和性一、元素的地球化學(xué)親和性控制元素在自然界相互組合的最基本規(guī)律控制元素在自然界相互組合的最基本規(guī)律自然界的：自然界的：趨勢(shì)趨勢(shì)- -形勢(shì)形勢(shì)- -現(xiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)什么是地球化學(xué)親和性？什么是地球化學(xué)親和性？ 在自然體系中元素形成陽(yáng)離子的在自然體系中元素形成陽(yáng)離子的能力能力和所顯示出有選擇和所顯示出有選擇地與某種陰離子結(jié)合的地與某種陰離子結(jié)合的特性特性。 為什么元素的表現(xiàn)出地球化學(xué)親和性？為什么元素的表

16、現(xiàn)出地球化學(xué)親和性？1. 元素本身性質(zhì)元素本身性質(zhì)(結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu))；2. 元素結(jié)合的物理化學(xué)條件元素結(jié)合的物理化學(xué)條件.（宏觀上：元素化合反應(yīng)的能量效應(yīng)宏觀上：元素化合反應(yīng)的能量效應(yīng)）什么是地球化學(xué)親和性？什么是地球化學(xué)親和性？ 在自然體系中元素形成陽(yáng)離子的在自然體系中元素形成陽(yáng)離子的能力能力和所顯示出有選擇和所顯示出有選擇地與某種陰離子結(jié)合的地與某種陰離子結(jié)合的特性特性。 為什么元素的表現(xiàn)出地球化學(xué)親和性？為什么元素的表現(xiàn)出地球化學(xué)親和性？1. 元素本身性質(zhì)元素本身性質(zhì)(結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu))；2. 元素結(jié)合的物理化學(xué)條件元素結(jié)合的物理化學(xué)條件.（宏觀上：元素化合反應(yīng)的能量效應(yīng)宏觀上：元素化合反應(yīng)的能量效應(yīng)

17、）1 1、一部分元素一部分元素: :只只“喜歡喜歡”與與氧氧結(jié)合形成氧化物和氧鹽結(jié)合形成氧化物和氧鹽類。？類。？2 2、另一些元素另一些元素: “: “喜歡喜歡”與與硫硫結(jié)合形成硫化物。？結(jié)合形成硫化物。？3 3、還有一些元素：還有一些元素： “ “喜歡喜歡”“孤芳自賞孤芳自賞” ，元素離子自，元素離子自身相互結(jié)合或與其身相互結(jié)合或與其 它金屬相互結(jié)合而形成金屬單質(zhì)或金屬它金屬相互結(jié)合而形成金屬單質(zhì)或金屬互化物？互化物？元素的結(jié)合行為有三類情形：元素的結(jié)合行為有三類情形：爭(zhēng)奪陰離子爭(zhēng)奪陰離子的能力很強(qiáng)的能力很強(qiáng)爭(zhēng)奪陰離子爭(zhēng)奪陰離子的能力較弱的能力較弱爭(zhēng)奪陰離子爭(zhēng)奪陰離子的能力較強(qiáng)的能力較強(qiáng)元素

18、的上述組合現(xiàn)象最早是元素的上述組合現(xiàn)象最早是戈?duì)柕率┟芴馗隊(duì)柕率┟芴匕l(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)： 觀察歐洲曼斯費(fèi)爾德銅礦石冶煉過(guò)程中注意到，礦石經(jīng)冶煉后觀察歐洲曼斯費(fèi)爾德銅礦石冶煉過(guò)程中注意到，礦石經(jīng)冶煉后在爐中形成四個(gè)相在爐中形成四個(gè)相: :金屬相金屬相、重金屬硫化物重金屬硫化物、硅酸鹽爐渣硅酸鹽爐渣和和氣相氣相(CO(CO2 2、H H2 2O O）。）。戈?duì)柕率┟芴匕迅隊(duì)柕率┟芴匕岩睙掃^(guò)程和隕石冶煉過(guò)程和隕石中所觀察到的鐵隕石、隕硫鐵中所觀察到的鐵隕石、隕硫鐵以及球粒隕石的化學(xué)成分以及球粒隕石的化學(xué)成分相對(duì)比相對(duì)比，并結(jié)合地質(zhì)作用中的礦物組合，并結(jié)合地質(zhì)作用中的礦物組合和元素共生規(guī)律和元素共生規(guī)律提出了

19、把元素分為提出了把元素分為親氧、親硫、親鐵、親氣和親氧、親硫、親鐵、親氣和親生物親生物的分類。的分類。 并推測(cè)地球內(nèi)部的殼層結(jié)構(gòu)也應(yīng)有并推測(cè)地球內(nèi)部的殼層結(jié)構(gòu)也應(yīng)有類似的化學(xué)類似的化學(xué)成分的分異成分的分異。元素的地球化學(xué)親和性最初是怎么發(fā)現(xiàn)的？元素的地球化學(xué)親和性最初是怎么發(fā)現(xiàn)的？ 在地球和地殼系統(tǒng)中，元素豐度值最高的陰離子是在地球和地殼系統(tǒng)中，元素豐度值最高的陰離子是氧氧(O)(O)，其次是，其次是硫硫(S)(S)；在地球系統(tǒng)中能以自然金屬形式；在地球系統(tǒng)中能以自然金屬形式存在的豐度最高的元素是存在的豐度最高的元素是鐵鐵(Fe)(Fe)。因此，在自然體系中。因此，在自然體系中元素的地球化學(xué)親

20、合性分類主要有：元素的地球化學(xué)親合性分類主要有：親氧性、親硫性和親氧性、親硫性和親鐵性親鐵性。元素相應(yīng)的分為：元素相應(yīng)的分為：親氧性元素親氧性元素（oxyphile element or lithophileoxyphile element or lithophile element element）親硫性元素親硫性元素（sulfophilesulfophile element element）親鐵性元素親鐵性元素（SiderophileSiderophile element element）二、元素地球化學(xué)親和性的分類二、元素地球化學(xué)親和性的分類元素對(duì)電子的元素對(duì)電子的“態(tài)度態(tài)度”：“爽快送

21、禮爽快送禮”“半推半就半推半就”“守財(cái)奴守財(cái)奴”親氧性親氧性元素元素親鐵性親鐵性元素元素親硫性親硫性元素元素不同親和性類型元素在元素周期表中的位置不同親和性類型元素在元素周期表中的位置 親氧性元素親氧性元素 特征是：離子半徑較小，具有惰性氣體型的電子層構(gòu)特征是：離子半徑較小，具有惰性氣體型的電子層構(gòu)型，電負(fù)性較小。型，電負(fù)性較小。 如如K K、NaNa、CaCa、MgMg、NbNb、TaTa、ZrZr、HfHf、REEREE等；等；親硫性元素親硫性元素 特征是：離子半徑較大，具有銅型的電子層構(gòu)型，電特征是：離子半徑較大，具有銅型的電子層構(gòu)型，電負(fù)性中等負(fù)性中等, ,如如CuCu、PbPb、Zn

22、Zn、AuAu、AgAg等；等；IA,IIAIA,IIA主族及主族及其鄰近其鄰近IB,IIBIB,IIB副族及副族及其鄰近其鄰近結(jié)晶學(xué)中稱之為惰性氣體型離子結(jié)晶學(xué)中稱之為惰性氣體型離子親氧性元素親氧性元素 特征是：離子半徑較小，具有惰性氣體型的電子層構(gòu)特征是：離子半徑較小，具有惰性氣體型的電子層構(gòu)型，電負(fù)性較小。型，電負(fù)性較小。 如如K K、NaNa、CaCa、MgMg、NbNb、TaTa、ZrZr、HfHf、REEREE等；等；親硫性元素親硫性元素 特征是：離子半徑較大，具有銅型的電子層構(gòu)型，電特征是：離子半徑較大，具有銅型的電子層構(gòu)型，電負(fù)性中等負(fù)性中等, ,如如CuCu、PbPb、ZnZ

23、n、AuAu、AgAg等；等；IA,IIAIA,IIA主族及主族及其鄰近其鄰近IB,IIBIB,IIB副族及副族及其鄰近其鄰近結(jié)晶學(xué)中稱之為銅型離子結(jié)晶學(xué)中稱之為銅型離子親鐵性元素親鐵性元素 特征是：離子半徑中等，電子層構(gòu)型為特征是：離子半徑中等，電子層構(gòu)型為1818或或18+218+2外層電外層電子層結(jié)構(gòu)，離子電離能較高，電負(fù)性中等，子層結(jié)構(gòu)，離子電離能較高，電負(fù)性中等，不容易得和不容易得和失電子失電子，在單質(zhì)或金屬互化物中共享自由電子。如，在單質(zhì)或金屬互化物中共享自由電子。如CuCu、AuAu、Ag Ag 、FeFe、CoCo、NiNi和和PtPt族元素等。族元素等。結(jié)晶學(xué)中稱之為過(guò)渡型離

24、子，在元素周期表中位于惰性氣體型離子和銅型離結(jié)晶學(xué)中稱之為過(guò)渡型離子，在元素周期表中位于惰性氣體型離子和銅型離子之間的各副族元素的離子。子之間的各副族元素的離子。特征介于上述兩者之間特征介于上述兩者之間( (一一) )親鐵性親鐵性元素在自然界以元素在自然界以金屬狀態(tài)金屬狀態(tài)產(chǎn)出的一種產(chǎn)出的一種傾向傾向。 在自然界中，特別是在自然界中，特別是OO、S S豐度低的情況下，豐度低的情況下，一些元素往往以自然金屬狀態(tài)存在，常常與鐵共一些元素往往以自然金屬狀態(tài)存在，常常與鐵共生，稱之為生，稱之為親鐵元素親鐵元素。 基本特征基本特征：不易與其他元素結(jié)合，因?yàn)樗鼈兊牟灰着c其他元素結(jié)合，因?yàn)樗鼈兊膬r(jià)電子不易丟

25、失（具有較高電離能）。價(jià)電子不易丟失（具有較高電離能）。例例三、各類親和性的主要特征三、各類親和性的主要特征 I I1 1Au=9.2 Au=9.2 eVeV， I I1 1Ag=7.5Ag=7.5 eV eV，I I1 1Cu=7.7Cu=7.7 eV eV 另外另外, ,周期表周期表VIIIVIII族過(guò)渡金屬元素（鉑族元素）具明顯親鐵族過(guò)渡金屬元素（鉑族元素）具明顯親鐵性：性：I I1 1Pt = 8.88Pt = 8.88 eV eV I I1 1Pd = 8.30Pd = 8.30 eV eV Pt Pt等元素在自然界往往等元素在自然界往往 I I1 1Ni = 7.61Ni = 7.

26、61 eV eV 以金屬狀態(tài)出現(xiàn)以金屬狀態(tài)出現(xiàn)。 I I1 1Co = 7.81Co = 7.81 eV eV 代表性的親鐵元素：代表性的親鐵元素：鉑族鉑族(Pt,Pd,Os,Ir,Ru,Rh(Pt,Pd,Os,Ir,Ru,Rh) ) 、CuCu、AgAg、AuAu、FeFe、CoCo、NiNi等等 在地殼中，易于獲得電子，成為陰離子，并與在地殼中，易于獲得電子，成為陰離子，并與其他元素結(jié)合的元素中，豐度最高的為氧，其次是其他元素結(jié)合的元素中，豐度最高的為氧，其次是硫。元素之所以的地球化學(xué)親和性顯著不同，原因硫。元素之所以的地球化學(xué)親和性顯著不同，原因是是: 陰離子陰離子O、S 本身的電子層結(jié)

27、構(gòu)本身的電子層結(jié)構(gòu)差異，獲取電子能差異，獲取電子能力和方式不同；力和方式不同； 陽(yáng)離子陽(yáng)離子自身的電子層結(jié)構(gòu)。自身的電子層結(jié)構(gòu)。 ( (二二) ) 親氧性和親硫性（親石性和親銅性）親氧性和親硫性（親石性和親銅性）進(jìn)一步進(jìn)一步剖析剖析1. 1. 氧和硫性質(zhì)的差異氧和硫性質(zhì)的差異 氧和硫某些化學(xué)性質(zhì)參數(shù)氧和硫某些化學(xué)性質(zhì)參數(shù)硫的電負(fù)性小于氧硫的電負(fù)性小于氧（XsXoXs ）。這樣，硫的外電子聯(lián)系較弱，導(dǎo)致硫。這樣，硫的外電子聯(lián)系較弱，導(dǎo)致硫受極化的程度要比氧大得多。受極化的程度要比氧大得多。 為此，為此，硫硫傾向于形成傾向于形成共價(jià)鍵共價(jià)鍵（或配價(jià)鍵的給予體）（或配價(jià)鍵的給予體） 氧氧傾向形成傾向

28、形成離子鍵離子鍵（或部分共價(jià)鍵）。（或部分共價(jià)鍵）。 與硫形成高度共價(jià)鍵的元素，稱與硫形成高度共價(jià)鍵的元素，稱親硫元素親硫元素（具親硫性）（具親硫性）; ; 與氧形成高度離子鍵的元素稱與氧形成高度離子鍵的元素稱親氧元素親氧元素（具親氧性）。（具親氧性）。電子構(gòu)型電子構(gòu)型 I1(eV) I2(eV) X R0 R 2- 豐度豐度（2S S 2P P）氧）氧 13.57 35.15 3.5 0.66nm 1.32nm 47%（3S S 3P P）硫）硫 10.42 23.40 2.5 1.04nm 1.74nm 0.047%0sR0oR 2. 2. 與之結(jié)合的陽(yáng)離子性質(zhì)與之結(jié)合的陽(yáng)離子性質(zhì) 以第四周期部分金屬陽(yáng)離子為例（電負(fù)性）以第四周期部分金屬陽(yáng)離子為例（電負(fù)性）電負(fù)性電負(fù)性差值差值3. 3. 化學(xué)反應(yīng)制動(dòng)原理化學(xué)反應(yīng)制動(dòng)原理 環(huán)境因素的影響環(huán)境因素的影響 當(dāng)陰離子不足時(shí)，在自然體系中各陽(yáng)離子將按親和性強(qiáng)弱與陰離子反當(dāng)陰離子不足時(shí)，在自然體系中各陽(yáng)離子將按親和性強(qiáng)弱與陰離子反應(yīng)，親和性強(qiáng)的陽(yáng)離子將抑制親和性弱的陽(yáng)離子的化學(xué)反應(yīng)（這是自然應(yīng)，親和性強(qiáng)的陽(yáng)離子將抑制親和性弱的陽(yáng)離子的化學(xué)反應(yīng)（這是自然界的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制界的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制）。）。例如：例如： 在含有在含有K K、CaCa、MnMn、FeFe、CuCu、ZnZn及及OO、S S的體系中，的體系中， 若體系若體系氧不足氧不足，