Бетехтин А. Г. Курс минералогии
жүктеу/скачать 4,45 Mb. Pdf көрінісі
|
Betehtin 2008.compressed
Раздел II. Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения 263 шей упаковки с расположением катионов в половине тетраэдрических пустот одной ориентации, что делает общий мотив структуры и облик кристаллов близкими к таковым у сфалерита. Параметр кубической ячейки блеклых руд приблизительно вдвое боль ше параметра ячейки сфалерита. Содержимое элементарной ячейки блек лой руды, как показали рентгенография и измерения плотности, соответ ствует двум ее формулам A + 10 A 2+ 2 Х 4 S 13 . Структура сфалерита ZnS (см. рис. 94а), после выбора кубической ячейки вдвое большей по ребру, содержит в восемь раз больше атомов: 32 катиона Zn 2+ и 32 аниона S 2 . Заменив третью часть металлических катионов Zn 2+ катионами полуметалла X 3+ , а прочие катионы одновалентными A + , получим состав A + 24 X 3+ 8 S 2 32 . Теперь для обес печения зонтичной тройной координации полуметаллов [X 3+ S 2 3 ] вместо типичной для Zn в сфалерите четверной (тетраэдрической, см. рис. 94в), удалим восемь анионов S 2 . Дефекты, образовавшиеся в плотнейшей упа ковке, сосредоточим по четыре, в вершинах двух отдельных пустых тетра эдров, обладающих противоположной по отношению к заполненным тет раэдрам ориентацией (такие тетраэдры соответствуют пустым октантам сфалеритовой ячейки на рис. 94а). Место удаленных анионов S 2 занимают неподеленные электронные пары, привнесенные полуметаллом X 3+ , они несколько стабилизируют нарушенную упаковку. На этом этапе не только координация полуметаллов понижена до трех, но и половина всех ионов А + , прилегающих к двум пустым пока тетраэдрам, составленным неподеленными парами вместо S 2 , лишена полноценного ок ружения, их координация по анионам S 2 равна всего двум. Оставшаяся по ловина катионов А + обладает попрежнему четверной координацией (как у сфалерита). Общий состав элементарной ячейки блеклой руды теперь мо жет быть выражен, как A + 24 X 3+ 8 S 2 24 или A + 24 [X 3+ S 2 3 ] 3 8 . Для окончательной стабилизации дефектной плотнейшей упаковки вве дем по одному дополнительному аниону S 2 в центр каждого из двух пустых тетраэдров обратной ориентации, вокруг которых сосредоточены заменяю щие серу неподеленные пары. Это повысит координацию половины ато мов A + от двух до трех. Но после введения 2S 2 для соблюдения электроней тральности необходимо повысить заряд катионной части на четыре единицы, для чего четыре катиона А + из числа трехкоординированных заменяются на катионы А 2+ . Теперь содержимое ячейки будет A + 20 A 2+ 4 [X 3+ S 2 3 ] 3 8 S 2 , или иначе, — A + 20 A 2+ 4 X 3+ 4 S 2 26 . Легко видеть, что это удвоенная точная формула блеклых руд, приведенная в начале описания группы. Итак, структуру блек лой руды можно, подобно структурам сфалерита или халькопирита, счи тать координационной, чем определяются многие ее свойства, от изомет ричного облика кристаллов до отсутствия спайности. Все минеральные виды, относящиеся к данной группе, имеют много общего в физических свойствах, поэтому ниже мы дадим совместное описание лишь двух главных представителей группы. |