Бетехтин А. Г. Курс минералогии
Кристаллические структуры и физические свойства минералов
жүктеу/скачать 4,45 Mb. Pdf көрінісі
|
| Кристаллические структуры и физические свойства минералов.
Самородные элементы, встречающиеся в твердом состоянии, обладают Описательная часть 160 различными кристаллическими структурами. По типу сил связей между атомами преобладающее значение имеют атомные структуры плотней шей упаковки с металлической связью, иногда с признаками связей, пе реходных к гетерополярной и вандерваальсовской. Этими особенностя ми обусловлен ряд важных общих свойств самородных металлов. Из всех природных веществ самородные металлы обладают наилучшей электропроводностью и теплопроводностью. Все они в полированном виде обладают сильным металлическим блеском, т. е. высокой отражательной способностью. Показатели преломления, от которых зависит блеск, явля ются наивысшими. Лишь для золота, серебра и меди они меньше 1, но это также обусловливает высокую отражательную способность (см. рис. 26). Точно так же и показатели поглощения света исключительно высоки. Большинство этих характеристик находится в прямой связи с элект ронной структурой металлов. Энергетические уровни электронных со стояний в металлах лишены дискретности и образуют широкие сплош ные полосы — энергетические зоны. Зоны валентных электронов и электронов проводимости в соединениях с преобладающей металличе ской связью перекрываются, что позволяет валентным электронам быть подвижными носителями заряда и обеспечивать высокую электропровод ность. Далее большая ширина зон позволяет электронам совершать пере ходы в широком диапазоне энергий. Возможность таких переходов обес печивает поглощение квантов электромагнитного излучения различных длин волн — практически всего видимого спектра, что и приводит к пол ной непрозрачности металлов. Цвет преобладающего большинства самородных металлов серебряно или оловяннобелый. Бросающимся в глаза исключением являются цве та золота и меди. Эти элементы могут обнаруживать более высокие ва лентности, чем следует по их положению в таблице элементов (Сu 2+ Сl 1 2 , Аu 3+ Сl 1 3 ). Допускают, что избирательное отражение света связано с осо бенностями зонной структуры этих металлов. Из всех известных минералов самородные металлы обладают наи большим удельным весом (особенно минералы элементов платиновой группы). Металлы, структура которых характеризуется координацион ным числом 12 и отсутствием направленных сил связей, обладают вы сокой ковкостью, отсутствием ясно выраженной спайности в изломе и обычно невысокой твердостью. В отношении твердости исключение составляют лишь иридий и минералы, содержащие этот элемент в зна чительных количествах. Ковкость и пластичность металлов обусловлены главным образом числом направлений, нормально к которым расположены плотнейшие упакованные слои. В средах, обладающих кубической плотнейшей упа ковкой, таких направлений мы имеем четыре, тогда как в гексагональной структуре — одно. Поэтому металлы со структурами кубической упаков |