Бетехтин А. Г. Курс минералогии
жүктеу/скачать 4,45 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Соединения постоянного состава.
Глава 2. Конституция и свойства минералов 53 (SnO 2 ) в теснейшем прорастании друг с другом, но при сохранении реликтового (т. е. прежнего) пластинчатозернистого строения агре гата, характерного для тиллита. Очевидно, в связи с увеличившейся в какойто момент концентрацией кислорода в данной среде олово, об ладая большим сродством с кислородом, обособилось из первоначаль но гомогенной минеральной массы в виде окисла, а свинец перешел в форму самостоятельного сернистого соединения. Минералы, находящиеся в метамиктном состоянии, как метастабиль ные фазы, имеют некоторый запас потенциальной энергии по сравнению с устойчивой модификацией. Эта энергия связана со смещением атомов из равновесных положений, произошедшим при столкновении с оскол ками деления; при низких температурах амплитуды тепловых движений атомов не достаточны для их возвращения в положения, которые были характерны для структуры до начала метамиктного распада. Нагревание метамиктных минералов чаще всего позволяет вывести их из метастабиль ного состояния с восстановлением первоначального кристаллического состояния. Нередко восстановление структуры происходит за столь ко роткое время, что бурно выделяющийся избыток энергии, отвечающий теплоте плавления, приводит к почти мгновенному самопроизвольному разогреву минерала до высокой температуры, сопровождаемому растрес киванием и интенсивным свечением (так называемая рекалесценция). 2.2. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ФОРМУЛЫ МИНЕРАЛОВ Выше мы уже упоминали о том, что подавляющее большинство встре чающихся в природе минералов представлено химическими соединени ями. Среди последних различают: а) соединения постоянного состава (дальтониды) и б) соединения переменного состава. Соединения постоянного состава. Все химические соединения по стоянного состава, как известно, строго подчиняются закону кратных от ношений (закон Дальтона) и закону валентных паев, связывающему от ношения компонентов данного соединения с отношениями их в других типах соединений. Эти законы находятся в полном соответствии с Пери одической системой элементов Д. И. Менделеева, законами кристалло химии и учением о симметрии в кристаллических средах. Характерно, что эти соединения отличаются целым рядом особых физических свойств, отчетливо выступающих на физикохимических диаграммах плавкости, растворимости, электропроводности, твердости, удельного веса, показателей преломления и пр. Необходимо отметить, что реальные минералы в отношении своего химизма практически никогда не могут рассматриваться в качестве соеди нений постоянного состава, поскольку содержат то или иное изменяюще еся от индивида к индивиду количество примесей (минеральные индивиды Общая часть 54 также можно считать химически однородными лишь в первом приближе нии). Причина такого положения дел заключается, вопервых, в одном из качеств природных минералообразующих систем, которое определяется законом В. И. Вернадского о «всюдности химических элементов». Второй причиной является чрезвычайная энергетическая выгодность наличия при месей в кристаллической структуре по сравнению с чистым веществом. Дело в том, что добавление малого количества примеси (не механической, а в атомной форме) вызывает резкое повышение так называемой конфигу' рационной энтропии соединения по сравнению с нулевым значением этого параметра для чистого вещества, что оказывает стабилизирующее воздей ствие на кристаллическую структуру, тем большее, чем выше температура. Всякое введение посторонних частиц в структуру, конечно, стремится де стабилизировать ее, вызывая в ней напряжения, но для малых количеств примеси энтропийный положительный эффект всегда превышает потери, затрачиваемые на «содержание» примеси. Поэтому ни одно природное со единение без особых причин не может «отказаться» от присутствия хотя бы небольших порций посторонних атомов в структуре, тем более, когда состав минералообразующей системы обеспечивает широкий выбор наи более подходящих примесных атомов. Лишь отдельные индивиды минералов, формирующиеся в специфи ческих условиях природной дистилляции, приближаются к соединениям постоянного состава. Тем не менее в качестве идеализации многие минера лы полезно условно рассматривать как соединения постоянного состава. Такое абстрагирование от реального состава позволяет использовать по нятие минерального вида и характеризовать индивиды минералов, относя щиеся к определенному минеральному виду, единообразными и относи тельно простыми химическими формулами, отражающими устойчивые особенности их, вообще говоря, непостоянного состава. К числу бинарных химических соединений относятся: простые окси ды (Cu 2 O, MgO, Fe 2 O 3 , SiO 2 и др.), сульфиды (NiS, FeS 2 , Sb 2 S 3 и др.), гало гениды (NaCl, AgBr, CaF 2 и др.) и т. д. Соединения, состоящие из атомов трех элементов, называются тернарными; таковы различные кислород ные соли (Са[CO 3 ], Ca[SO 4 ], Y[PO 4 ], Mg 2 [SiO 4 ] и др.). Существуют, ко нечно, и соединения более сложного состава. Химический состав химических соединений может изображаться дво яким способом: 1) в виде эмпирических формул; 2) в виде конституцион ных или структурных формул. Эмпирическими формулами выражают состав минералов либо в виде символов элементов, входящих в соединение, начиная с наиболее низко валентных катионов и заканчивая наиболее низковалентными анионами (например, Ba[SO 4 ], Na 3 [AlF 6 ], Na[AlSi 3 O 8 ] и т. д.), либо в виде ряда прос тейших составляющих соединений (BaO жүктеу/скачать 4,45 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|