Бетехтин А. Г. Курс минералогии
жүктеу/скачать 4,45 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Кристаллохимические особенности галоидных соединений.
Раздел III ГАЛОИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (ГАЛОГЕНИДЫ И ГАЛОГЕНОСОЛИ) Общие замечания. Начиная с этого типа соединений мы будем иметь дело с минералами, резко отличающимися по своим свойствам от рас смотренных до сих пор. В подавляющей массе это будут уже соединения с типичной ионной или ковалентной полярной связью, обусловливающей совсем другие свойства минералов. Наиболее яркими представителями их являются галоидные соединения металлов. С химической точки зрения относящиеся сюда минералы представ лены солями кислот: HF, HCl, HBr и HJ; соответственно этому среди этих минералов различают фториды, хлориды, бромиды и иодиды. Галогеносо ли являются комплексными соединениями, из которых здесь рассматри ваются фторалюминаты. Кроме того, существуют водные соли и более сложные соединения, содержащие добавочные кислородсодержащие ани оны: [ОН] 1– , О 2– , изредка [SO 4 ] 2– и [JO 3 ] 1– . Это так называемые оксигало идные соединения, переходные к типичным кислородным соединениям. Как показано на рис. 133, главные элементы, образующие галогени ды, в противоположность тому, что мы наблюдали в ранее рассмотрен ных минералах, расположены в левой половине менделеевской таблицы, преимущественно в I и во II группах. Галоидные соединения тяжелых металлов, наоборот, играют совершенно ничтожную роль в минералогии природных образований и возникают в особых условиях. Кристаллохимические особенности галоидных соединений. Установ лено, что галогениды легких металлов характеризуются структурами с ти Рис. 133. Элементы, для которых характерны соединения с галоидами (набраны жирным шрифтом) Раздел III. Галоидные соединения (галогениды и галогеносоли) 275 пичной гетерополярной (ионной) связью, тогда как в соединениях тяже лых металлов, катионы которых обладают сильной поляризацией, возни кают гомополярные (ковалентные) или переходные к ним связи между иона ми. В соответствии с этим находятся и физические свойства минералов. Так как в галогенидах с типичной ионной связью принимают участие катионы легких металлов с малыми зарядами и большими ионными радиу сами, а в связи с этим с весьма слабой способностью к активной поляриза ции, то естественно, что эти минералы обладают прозрачностью, бесцветно стью (наблюдаемые окраски, как правило, являются аллохроматическими), малыми удельными весами, а также такими свойствами, как необычайно легкая растворимость многих галогенидов в воде, низкие показатели пре ломления, а следовательно, и слабый стеклянный блеск минералов. Что касается катионов тяжелых металлов с 18электронной наруж ной оболочкой (Cu, Ag и др.), склонных к сравнительно резко выражен ной поляризации окружающих анионов и к образованию кристалличе ских структур с ковалентной связью, то здесь мы наблюдаем уже существенные отличия в свойствах галогенидов высокие удельные веса, наличие у ряда соединений хотя и слабой, но идиохроматической окрас ки, сильно повышенные показатели преломления, алмазный блеск, резко пониженная растворимость этих минералов и др. Теперь перейдем к характеристике свойств, зависящих от главных анионов в галогенидах: F 1– , Cl 1– , Вr 1– и J 1– . Прежде всего следует отметить, что анион F 1– значительно отличает ся по своим размерам от остальных анионов, как это видно из сопостав ления их радиусов (в ангстремах): F 1– Cl 1– Вr 1– J 1– 1,33 1,81 1,96 1,19 Это обстоятельство весьма существенно сказывается на выборе тех или иных катионов для образования соединений (в соответствии с коор динационными числами и типом кристаллической структуры), на их ус тойчивости, а в связи с этим и на физических и химических свойствах. Не случайно, что главная масса фтора в земной коре связана с Са и отча сти с Аl и Si (в галогеносолях), тогда как хлор и резко подчиненные ему по распространенности бром и йод в основном связаны с Na, К, (Rb), (Cs) и Mg (в водных солях). В противоположность хлоридам, бромидам и иоди дам тяжелых металлов (Аu, Ag, Hg и др.) их фториды вовсе не встречают ся в природных условиях. Хлориды легких металлов чрезвычайно легко растворяются в водной среде, тогда как их фториды в большинстве своем устойчивы по отношению к воде. Насколько велика разница в раствори мости этих типов соединений, можно видеть из данных, приводимых в табл. 7. |