自然元素金屬互化物大類分解PPT課件

1、第十五章第十五章 自然元素礦物大類自然元素礦物大類一一 概述概述 概念：概念：單質(zhì)單質(zhì)、類質(zhì)同象混晶、類質(zhì)同象混晶 種數(shù)：種數(shù)：5050種以上。種以上。 分布：分布：占地殼總重量不足占地殼總重量不足0.1%0.1%，不均勻，不均勻自然自然金、自然銅、自然鉑、金剛石、石墨等富集成礦床。金、自然銅、自然鉑、金剛石、石墨等富集成礦床。 第1頁/共28頁金屬元素：貴金屬8元素和Cu，鐵隕石中常見Fe、Co、Ni。類質(zhì)同象普遍，形成金屬混晶如銀金礦（Au，Ag）。半金屬元素：As、Sb、Bi（Se、Te）。 As與Sb在高溫下形成類質(zhì)同象混晶，低溫時(shí)分解成自然砷和自然銻；Sb與Bi可成連續(xù)類質(zhì)同象系列，

2、而As與Bi即使在熔融態(tài)下也不混合。非金屬元素主要有C和S。Si可呈微粒包體產(chǎn)于地幔巖中。1. 1. 化學(xué)成分化學(xué)成分第2頁/共28頁結(jié)構(gòu)型：結(jié)構(gòu)型：1 1）配位型：）配位型：金屬元素及其互化物礦物具立方面心式緊密堆積的金屬元素及其互化物礦物具立方面心式緊密堆積的銅型銅型（配位數(shù)為（配位數(shù)為1212）、六方）、六方最緊密堆積的最緊密堆積的鋨型鋨型（配位數(shù)為（配位數(shù)為1212）和立方體心式緊密堆積的）和立方體心式緊密堆積的鐵（鐵（-Fe-Fe）型）型（配位（配位數(shù)為數(shù)為8 8），金剛石具），金剛石具四面體配位型四面體配位型；2 2）環(huán)狀環(huán)狀（自然硫）、（自然硫）、鏈狀鏈狀（自然碲）、（自然碲）、

3、層狀層狀（石（石墨、自然砷）。墨、自然砷）。2.2. 晶體化學(xué)晶體化學(xué)第3頁/共28頁化學(xué)鍵化學(xué)鍵：1 1）金屬元素礦物具特征的）金屬元素礦物具特征的金屬鍵金屬鍵。2 2）半金屬元素礦物按元素的金屬性遞增而）半金屬元素礦物按元素的金屬性遞增而從從金屬鍵+共價(jià)鍵的多鍵型向金屬鍵轉(zhuǎn)變。3 3）非金屬元素和類似物礦物變化很大。）非金屬元素和類似物礦物變化很大。第4頁/共28頁同質(zhì)多象：同質(zhì)多象：本大類非金屬元素礦物的同質(zhì)多象較常見本大類非金屬元素礦物的同質(zhì)多象較常見，如，如C C的同質(zhì)二象、的同質(zhì)二象、S S的同質(zhì)三象。的同質(zhì)三象。對(duì)稱程度：對(duì)稱程度：金屬元素礦物多為金屬元素礦物多為等軸晶系等軸晶系

4、，少數(shù)為，少數(shù)為六方六方晶系晶系；半金屬元素礦物為三方晶系。；半金屬元素礦物為三方晶系。非金屬元素和類似物礦物變化很大。非金屬元素和類似物礦物變化很大。第5頁/共28頁具具配位型、架狀和環(huán)狀的礦物配位型、架狀和環(huán)狀的礦物自形晶主要自形晶主要為為粒狀粒狀，其中金屬元素礦物少見自形而多為，其中金屬元素礦物少見自形而多為它形不規(guī)則狀；它形不規(guī)則狀；具具層狀結(jié)構(gòu)的半金屬元素礦物和石墨層狀結(jié)構(gòu)的半金屬元素礦物和石墨主要主要為為片狀片狀。3 3 形態(tài)與物理性質(zhì)形態(tài)與物理性質(zhì)第6頁/共28頁金屬元素在物理性質(zhì)上呈現(xiàn)典型的金屬金屬元素在物理性質(zhì)上呈現(xiàn)典型的金屬特性特性金屬色、金屬光澤、不透明、低硬度金屬色、金

5、屬光澤、不透明、低硬度（鋨、銥為例外）、無解理、大比重、強(qiáng)延（鋨、銥為例外）、無解理、大比重、強(qiáng)延展性、強(qiáng)導(dǎo)電性和強(qiáng)導(dǎo)熱性。展性、強(qiáng)導(dǎo)電性和強(qiáng)導(dǎo)熱性。第7頁/共28頁半金屬元素礦物從自然砷、自然銻到自然半金屬元素礦物從自然砷、自然銻到自然鉍，金屬特性逐漸增強(qiáng)鉍，金屬特性逐漸增強(qiáng)：顏色從錫白色變化為銀白色，條痕灰色，金屬光顏色從錫白色變化為銀白色，條痕灰色，金屬光澤增強(qiáng)，低硬度變得更小，由于其層狀結(jié)構(gòu)而發(fā)育的澤增強(qiáng)，低硬度變得更小，由于其層狀結(jié)構(gòu)而發(fā)育的00010001完全解理完好程度下降，高相對(duì)密度增大，從完全解理完好程度下降，高相對(duì)密度增大，從無延展性變?yōu)槿跹诱剐裕瑥臒o導(dǎo)電性變?yōu)榫邔?dǎo)電性。無

6、延展性變?yōu)槿跹诱剐?，從無導(dǎo)電性變?yōu)榫邔?dǎo)電性。第8頁/共28頁非金屬元素和類似物礦物的晶體化學(xué)非金屬元素和類似物礦物的晶體化學(xué)特點(diǎn)不同而使不同礦物在物性上變化甚大特點(diǎn)不同而使不同礦物在物性上變化甚大。第9頁/共28頁地殼地殼：自然金、自然銀、自然銅、自然鉑、自然：自然金、自然銀、自然銅、自然鉑、自然硫、金剛石和石墨；硫、金剛石和石墨；地幔和核地幔和核- -幔邊界幔邊界：金剛石、石墨、自然鐵、自：金剛石、石墨、自然鐵、自然硅和自然鎳；然硅和自然鎳；隕石：隕石：鐵紋石、鎳紋石、亮石墨、自然鉬、金剛鐵紋石、鎳紋石、亮石墨、自然鉬、金剛石等。石等。4. 4. 成因產(chǎn)狀成因產(chǎn)狀鉑族元素礦物主要出現(xiàn)于基性、

7、超基性巖漿巖中鉑族元素礦物主要出現(xiàn)于基性、超基性巖漿巖中, ,常與銅鎳硫化物和鉻鐵礦共生。常與銅鎳硫化物和鉻鐵礦共生。自然金、自然銀和自然銅及半金屬元素礦物主要為熱液作用產(chǎn)物。金剛石主要產(chǎn)于自然金、自然銀和自然銅及半金屬元素礦物主要為熱液作用產(chǎn)物。金剛石主要產(chǎn)于超基性的金伯利巖和高壓相的榴輝巖中，石墨多是變質(zhì)作用產(chǎn)物，而自然硫則以火超基性的金伯利巖和高壓相的榴輝巖中，石墨多是變質(zhì)作用產(chǎn)物，而自然硫則以火山作用和生物作用形成的最重要山作用和生物作用形成的最重要。第10頁/共28頁根據(jù)元素的屬性，將本大類礦物劃分為根據(jù)元素的屬性，將本大類礦物劃分為1.1.金屬元素礦物金屬元素礦物2.2.半金屬元素

8、礦物半金屬元素礦物3.3.非金屬元素礦物非金屬元素礦物5. 5. 分類分類第11頁/共28頁1 1、自然銅族（自然銅、自然金、自然銅族（自然銅、自然金- -銀系列礦物）銀系列礦物）（1 1）包括自然銅、自然銀、自然金等礦物。包括自然銅、自然銀、自然金等礦物。（2 2）銅型結(jié)構(gòu)：立方面心格子。銅型結(jié)構(gòu)：立方面心格子。（3 3）由于由于AuAu和和AgAg的原子半徑相近、晶體結(jié)構(gòu)的原子半徑相近、晶體結(jié)構(gòu)類型相同、地球化學(xué)性質(zhì)相似，故可形成完全類質(zhì)類型相同、地球化學(xué)性質(zhì)相似，故可形成完全類質(zhì)同象。而銅的原子半徑較小，在高溫時(shí)才與金形成同象。而銅的原子半徑較小，在高溫時(shí)才與金形成類質(zhì)同象。類質(zhì)同象。二

9、二 金屬元素礦物類金屬元素礦物類 Native MetalsNative Metals第12頁/共28頁銅型結(jié)構(gòu)：銅原子呈立方面心排列，銅型結(jié)構(gòu)：銅原子呈立方面心排列，以金屬鍵聯(lián)系以金屬鍵聯(lián)系。 第13頁/共28頁樹枝狀自然銅【物理性質(zhì)物理性質(zhì)】 銅銅紅色紅色，表面常因，表面常因氧化而出現(xiàn)氧化而出現(xiàn)棕黑棕黑色錆色色錆色；條痕銅；條痕銅紅色；金屬光澤，紅色；金屬光澤，不透明。無解理；不透明。無解理；斷口呈鋸齒狀。斷口呈鋸齒狀。硬度硬度2.52.53 3。相相對(duì)密度對(duì)密度8.958.95( (純純銅銅) )。具延展性具延展性。熔點(diǎn)熔點(diǎn)1.0831.083C C。為熱和電的良導(dǎo)為熱和電的良導(dǎo)體。體。

10、ha第14頁/共28頁自然金【鑒定特征鑒定特征】 顏色及條痕顏色及條痕金黃色金黃色，強(qiáng)金屬光澤，相對(duì)，強(qiáng)金屬光澤，相對(duì)密度大密度大19.319.3，低硬度，低硬度2.5-32.5-3，強(qiáng)延展性；化學(xué)性穩(wěn)定，火強(qiáng)延展性；化學(xué)性穩(wěn)定，火燒不變色；熔點(diǎn)燒不變色；熔點(diǎn)1062 1062 C C。顏色條痕硬度區(qū)別黃鐵礦黃銅礦0第15頁/共28頁1 1）自然鉑亞族：銅型結(jié)構(gòu)自然鉑亞族：銅型結(jié)構(gòu)包括自然鉑、自然鈀、自然銥和自然銠，為包括自然鉑、自然鈀、自然銥和自然銠，為等軸晶系等軸晶系，可見八面體或立方，可見八面體或立方體晶形。體晶形。2 2）自然鋨亞族：鋨型結(jié)構(gòu)自然鋨亞族：鋨型結(jié)構(gòu)包括自然鋨、自然釕等，為

11、包括自然鋨、自然釕等，為六方晶系六方晶系，呈六方板狀晶形，硬度（約為，呈六方板狀晶形，硬度（約為6 6）明）明顯高于前者（約為顯高于前者（約為4 4）。）。本族礦物一般為本族礦物一般為銀白色和鋼灰色銀白色和鋼灰色，硬度比自然金硬度比自然金族高族高，也具有與自然金族類似的其他，也具有與自然金族類似的其他金屬特性金屬特性。2.2.自然鉑族自然鉑族 Platinum GroupPlatinum Group第16頁/共28頁自然鉑（含金）自然鉑（含金）【物理性質(zhì)物理性質(zhì)】錫白色，含錫白色，含鐵高時(shí)呈鋼灰色；條痕鋼鐵高時(shí)呈鋼灰色；條痕鋼灰色；金屬光澤；不透明?；疑唤饘俟鉂桑徊煌该?。無解理；斷口鋸齒狀。

12、硬無解理；斷口鋸齒狀。硬度度4 44.54.5。相對(duì)密度。相對(duì)密度21.521.5( (純鉑純鉑) )。熔點(diǎn)。熔點(diǎn)17741774C C。強(qiáng)延展性。微具磁性。電強(qiáng)延展性。微具磁性。電和熱的良導(dǎo)體。和熱的良導(dǎo)體。 第17頁/共28頁（1 1）主要有自然砷、自然銻、自然鉍、主要有自然砷、自然銻、自然鉍、自然硒等。自然硒等。（2 2）三方晶系。三方晶系。（3 3）自然硒具鏈狀分子型結(jié)構(gòu)，其他具砷型層狀結(jié)自然硒具鏈狀分子型結(jié)構(gòu)，其他具砷型層狀結(jié)構(gòu)，即可視為由構(gòu)，即可視為由NaClNaCl型結(jié)構(gòu)沿型結(jié)構(gòu)沿L L3 3發(fā)生畸變而呈略顯層狀發(fā)生畸變而呈略顯層狀的菱面體格子結(jié)構(gòu)。的菱面體格子結(jié)構(gòu)。（4 4）自

13、然硒針狀，其他粒狀或片狀。自然硒針狀，其他粒狀或片狀。（5 5）新鮮斷面呈錫白色或銀白色，金屬光澤，具抗新鮮斷面呈錫白色或銀白色，金屬光澤，具抗磁性。隨元素的金屬性漸強(qiáng)礦物則更多地顯現(xiàn)金屬礦物的磁性。隨元素的金屬性漸強(qiáng)礦物則更多地顯現(xiàn)金屬礦物的性質(zhì)。自然硒具性質(zhì)。自然硒具10101 100完全解理，具完全解理，具00010001完全解理。完全解理。三三 半金屬元素礦物類半金屬元素礦物類 Native Semimetals Native Semimetals ABCa =5.600AABC第18頁/共28頁 環(huán)狀亞類環(huán)狀亞類 ：自然硫族：自然硫族 層狀亞類層狀亞類 ：石墨族：石墨族 配位型亞類：

14、金剛石族配位型亞類：金剛石族四四 非金屬元素礦物類非金屬元素礦物類 Native NonmetalsNative Nonmetals第19頁/共28頁【物理性質(zhì)物理性質(zhì)】不同色調(diào)的黃色；晶面不同色調(diào)的黃色；晶面金剛光澤金剛光澤, ,斷面油脂光澤。不完全解理；斷面油脂光澤。不完全解理；貝殼狀斷口。硬度貝殼狀斷口。硬度1 12 2。相對(duì)密度。相對(duì)密度2.052.052.082.08。性脆。不導(dǎo)電，摩擦帶。性脆。不導(dǎo)電，摩擦帶負(fù)電。負(fù)電。 【鑒定特征】黃色、油脂光澤、低硬度、性脆、硫臭味、易熔。 斜方晶系；環(huán)狀分子型結(jié)構(gòu) 第20頁/共28頁金剛石金剛石(Diamond)(Diamond)C C【化學(xué)

15、組成】 可含有N、B?！拘螒B(tài)】 多呈單晶多呈單晶，常見圓粒狀?！境梢蚣爱a(chǎn)狀】 高溫高壓高溫高壓，產(chǎn)于金伯利巖(角礫云母橄欖巖)、鉀鎂煌斑巖及榴輝巖?！捐b定特征】 極高的硬度，標(biāo)準(zhǔn)金剛光澤，晶形輪廓常呈渾圓狀?！局饕猛尽?寶石、儀表軸承、玻儀表軸承、玻璃刀、表鑲鉆頭等璃刀、表鑲鉆頭等。第21頁/共28頁碳原子分布于立方晶胞的碳原子分布于立方晶胞的8 8個(gè)角頂、個(gè)角頂、6 6個(gè)面心和晶胞個(gè)面心和晶胞所分所分8 8個(gè)小立方體的個(gè)小立方體的4 4個(gè)相間的小立方體中心。碳原個(gè)相間的小立方體中心。碳原子以共價(jià)鍵與周圍的另外子以共價(jià)鍵與周圍的另外4 4個(gè)碳原子相連個(gè)碳原子相連, ,鍵角鍵角10910928

16、162816，形成四面體配位。，形成四面體配位。平行平行111111面網(wǎng)密面網(wǎng)密度大，間距也大度大，間距也大。金剛石型結(jié)構(gòu)：金剛石型結(jié)構(gòu)：金剛石沿111成解理第22頁/共28頁【形態(tài)形態(tài)】 片狀或板狀，常為片狀或板狀，常為鱗片狀鱗片狀, ,塊狀或土狀集合體。塊狀或土狀集合體?！疚锢硇再|(zhì)物理性質(zhì)】 顏色和條痕均顏色和條痕均為黑色；半金屬光澤。平行為黑色；半金屬光澤。平行00010001解理極完全。硬度解理極完全。硬度1 12 2。相對(duì)密度。相對(duì)密度2.212.212.262.26。解理片具撓性。有。解理片具撓性。有滑感，易污手。具導(dǎo)電性?；?，易污手。具導(dǎo)電性?！境梢虍a(chǎn)狀成因產(chǎn)狀】 高溫變質(zhì)產(chǎn)物

17、。高溫變質(zhì)產(chǎn)物。【主要用途主要用途】 用于制作高溫用于制作高溫坩堝坩堝; ; 潤滑劑；電極等。潤滑劑；電極等。3R3R型石墨型石墨用于合成金剛石。用于合成金剛石。第23頁/共28頁第十六章第十六章 金屬互化物礦物大類金屬互化物礦物大類一一 概述概述 概念：金屬互化物概念：金屬互化物 (intermetallic compound)(intermetallic compound)是由是由2 2種或種或2 2種以上金屬或半金屬元素以金屬鍵和一種以上金屬或半金屬元素以金屬鍵和一定比例各自占據(jù)一定結(jié)構(gòu)位置而形成的；包括硅化定比例各自占據(jù)一定結(jié)構(gòu)位置而形成的；包括硅化物、碳化物、氮化物和磷化物等礦物。物、碳化物、氮化物和磷化物等礦物。 種數(shù)：約種數(shù)：約2020種。種。 分布：宇宙、地幔。分布：宇宙、地幔。 意義：天體和殼幔作用研究。意義：天體和殼幔作用研究。 第24頁/共28頁硅化物類：羅布莎礦 （Luobushaite） 藏布礦 （ZangboiteZangboite） 碳化物類：桐柏礦 （Tongbaite） 曲松礦（Qusongite） 雅魯?shù)V（YarlongiteYarlongite） 氮化物類磷化物類1. 1. 分類分類第25頁/共28頁FeSi2 斜方晶系斜方晶系鋼灰色,黑色條痕, 金屬光澤, 不透明。 硬度7, 計(jì)算密度4. 55g