Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Минералогия -> Бетехтин А.Г. -> "Минералогия" -> 25

Минералогия - Бетехтин А.Г.

Бетехтин А.Г. Минералогия — М.: Государственное издательство геологической литературы, 1950. — 956 c.
Скачать (прямая ссылка): betehtin1950mineralogy.pdf
Предыдущая << 1 .. 19 20 21 22 23 24 < 25 > 26 27 28 29 30 31 .. 545 >> Следующая


Br.....

Cl......

CN.....

H......

F......

ОН.....

Двухвалентные

WO4 . . . .'

SO4.....

CrO4 ....

CO3.....

Те.....

Se.....

S......

О......

Трехвалентные

PO4.....

AsO4 ....

BO3.....

As.....

P......

N......

Четырехвалентные

TiO4 .... SiO4 ....

0
18
0.18

0
19
0.19

0
22
0.22

0
25
0.25

0
25
0.25

0
32
0.32

0
37
0.37

0
37
0.37

1.50 1.53 1.68 2.65 2.70 3.60

2.45 2.75

0
57
0
28

0
70
0
35

0
75
0
38

0
78
0
39

0
95
0
47

1
10
0
55

1
15
0
57

1
55
0
75

0.50 0.51 0.56 0.88 0.90 1.20

0.61 0.69

Энергетический характер носит также величина ионного потенциала Картледжа, являющегося частным от деления заряда (валент-

W ~

ности) иона на его радиус: - —• >^та величина в известной мере может быть параллелизована с величинами энергий ионов, входящих

Фиг. 16. Диаграмма главнейших катионов, распространенных в природных соединениях

в кристаллические решетки, и в частности — с вэками. По сравнению с последними численное ее выражение соответственно меньше. Однако пользование ионными потенциалами для нас представляет большие удобства не только потому, что эта величина очень просто вычисляется, но также потому, что для разных катионов и анионов она, как показал В. М. Гольдшмидт, легко может быть изображена в виде диаграмм. На фиг. 16 показана такая диаграмма ионных потенциалов катионов, распространенных в природных соединениях. Одинаковые значения ионных потенциалов показаны в ней в виде радиально располагающихся прямых линий. Цифровые выражения ионных потенциалов приведены на концах этих линий.

При рассмотрении этой диаграммы легко заметить ряд важных особенностей, относящихся прежде всего к химической природе ионов.

1. Катионы с 8-электронной конфигурацией, обладающие низкими ионными потенциалами (тс =0.5— 2.0) составляют группу ионов сильных металлов (щелочей и отчасти щелочных земель). Из химии

VV

Фиг. 17. Диаграмма ионных потенциалов катионов по рядам периодической системы элементов

мы знаем, что эти ионы, особенно щелочных металлов, хорошо сохраняются в водных растворах и способны к значительному переносу. В виде гидратов, окислов или сульфидов в природных условиях они не встречаются, а распространены исключительно в виде солей различных кислот.

2. Катионы слабых металлов — Mg2+, Fe2+, Ni2+, Zn2+, Cu2+ и др. (тс = 2.0 — 3.5) также легко переносятся в ионных растворах, но в сильнощелочных средах выпадают в виде кристаллических осадков — гидратов или основных и средних солей.

3. Катионы с более высокими ионными потенциалами — Fe3+, Mn3+, Al, Ti, Zr, Nb, Та и др. (тт=3.5— 10.0) уже легко осаждаются в слабощелочных или слабокислых средах путем гидролиза солей, главным образом в виде труднорастворимых гидратов (в соединении с анионами ОН), а при высоких температурах — в виде окислов или солей.

4. Наконец, наиболее энергетические катионы с малыми ионными радиусами и большими зарядами, а стало быть, и с очень высокими ионными потенциалами (тс =10.0—50.0) по своей геохимической роли весьма существенно отличаются от предыдущих групп катионов. Все они легко образуют прочные комплексные анионы: [BO3]3", [PO4]3", [SO4]2", [CO3]2", [NO3]1" и др., которые с катионами дают разнообразные соли.

Таким образом, на этой диаграмме отчетливо выступают различия в химических свойствах катионов в связи с ионными потенциалами, обусловливающими различное поведение их в растворах в зависимости от степени кислотности или щелочности последних. Эти особенности играют большую роль в миграции элементов и распределении их при образовании горных пород и руд при различных геологических процессах.

Если бы мы обратились к периодической системе Менделеева и сравнили положение отдельных элементов на нашей диаграмме, то заметили бы, что ряды элементов в соответствии с уменьшением размеров катионов при увеличении заряда располагаются в диагональном направлении. При этом бросается в глаза несколько обособленное положение второго периода системы Li ¦—• N, катионы которого имеют конфигурацию гелия, т. е. всего лишь два электрона в наружной оболочке. Еще разительнее это особое в энергетическом отношении положение этих катионов выступает в несколько перестроенной диаграмме (фиг. 17), где по оси ординат вместо ионных радиусов отложены действительные величины ионных потенциалов. Характерно, что эти элементы не только играют совершенно особую роль в геохимических процессах, но и кристаллические вещества, образуемые ими, обладают необыкновенной стойкостью (алмаз, графит, искусственно получаемые модификации борнитрида ¦— BN, бромеллит — BeO и др.). Лишь одновалентный ион лития по своим свойствам близок к обычным катионам.

Этот пример убедительно показывает, что свойства кристаллических веществ находятся в безусловном соответствии с энергетическими показателями кристаллических структур.

Полиморфизм. Полиморфизмом (поли—по-гречески «много») называют способность данного кристаллического вещества при изменении внешних факторов (главным образом температуры) претерпевать два или несколько видоизменений кристаллической структуры, а в связи с этим и изменений физических свойств. Наиболее ярким примером в этом отношении является диморфизм природного углерода, кристаллизующегося в зависимости от условий либо в виде алмаза (кубическая сингония), либо в виде графита (гексагональная сингония), очень сильно отличающихся друг от друга по физическим свойствам, несмотря на тождество состава. При нагревании без доступа кислорода кристаллическая структура алмаза при температуре выше 3000° при атмосферном давлении перестраивается в более устойчивую (стабильную) в этих условиях структуру графита. Обратный переход графита в алмаз не устанавливается.
Предыдущая << 1 .. 19 20 21 22 23 24 < 25 > 26 27 28 29 30 31 .. 545 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed