矿物晶体化学第一二章节课件.pptVIP

矿物晶体化学 研究生课程 什么是矿物晶体化学？ 案例一、赤铁矿的晶体化学 前者1为三方晶系，刚玉型结构，在自然界稳定，称赤铁矿。 后者2为等轴晶系，尖晶石型结构，在自然界呈亚稳态，称为磁赤铁矿。 案例二、菱铁矿的晶体化学 菱铁矿化学式FeCO3 （FeO 62.01 CO2 37.99） 常有 Mg、 Mn及Ca等类质同象混入物。 三方晶系 相对密度3.7—4.0， 硬度4。 [CO3]2- [CO3]2-的半径为0.255nm？ Vp=(4+0+2)/2=3 中心分子价层为sp2杂化轨道伸展方向为正三角形 [CO3]2- Sp2 C、O键介于C-O与C=O之间，被认为是碳氧原子间除形成σ键之外，还形成离域的四中心六电子大π46键。 键角 120o 键长 每个C-O键长都等于1.30±0.01埃 键能 C=O的键能为740kJ/mol（实用化学手册p273）, C-O的键能为84.0千卡/克分子即351.54kJ/mol。 Fe2+ Fe2+电子构型为3d6 属于(9-17)e- 半径为0.076nm [Fe]2+的电负性为1.8 碳酸盐的分解温度相差很大，与金属离子极化作用有关。 案例三、海泡石的晶体化学 海泡石晶体化学 海泡石属于海泡石一坡缕石粘土矿物族，是一种无毒无害的镁质粘土矿物，理想晶体的化学式为{Mg8[Si12O30](OH)4(OH2)4}·8H2O。 海泡石晶体结构 海泡石晶体化学 海泡石的结构，由两层硅氧四面体片之间夹一层金属阳离子，组成八面体片构成，为2∶1型,两层硅氧四面体片各有六个硅氧四面体，其顶端的氧原子朝向八面体片，并与八面体片Mg 2+相连接，组成结构单位层, 层的厚度为0.645nm，宽度相当于六个硅氧四面体的宽度。 由于海泡石有着这种独特的结构，具有开阔的层间孔道和较大的比表面积，因而具有吸附离子和一些有机物的能力并且吸附能力大于任何粘土。 讨论什么是矿物晶体化学的内涵和外延？ 矿物晶体化学 第一章 矿物晶体化学的内涵和外延 第二章 化学基础之一——原子结构 第三章 化学基础之二——分子结构 第四章 化学基础之三——晶体结构 第五章化学基础之四—— 晶体场理论在矿物晶体中的应用 第六章 实际矿物的晶体化学 矿物种类分类 单质矿物 硫化物 氧化物 碳酸盐 硅酸盐 硫酸盐 卤化物 其他 单质铜矿 晶　系：斜方晶系 颜　色：亮黄至棕黄；有时呈灰色，发红或发绿 透明度：透明到半透明 光　泽：树脂质-油脂 条　痕：白色 硬　度：1.5～2.5 形　态：扁平，钟乳石状；粒状纤维状或土状；很少生有双晶 断　口：贝壳状至不整齐 比　重：2.0～2.1 检　验：不溶于水，不受大多数酸的影响；溶于二硫化碳和某些油 硫化物矿——黄铁矿 硅酸盐矿——透辉石 碳酸盐矿——孔雀石 孔雀石 （1）化学组成：Cu2[CO3](OH)2，含微量机械混入物； （2）结构特点：单斜晶系，点群2/m，空间群P21/a，a0=0.948nm，b0=1.203nm，c0=0.321nm，β=98?42′，Z=4，晶体结构中Cu2+为六个O2-和OH-所包围，形成八面体配位。八面体共用棱相连接，组成一条平行于c轴的双链结构，C 4+在三个O2-之间组成[CO3]2-并连接各链； （3）晶体形态：单晶体呈柱状或针状，但极少见；双晶以(100)为双晶面成接触双晶； （4）物理性质：深绿至鲜绿色，条痕淡绿色，玻璃光泽，纤维状集合体呈丝绢光泽，土状者光泽暗淡，硬度3.5~4，解理平行{201}完全，平行{010}中等，比重3.9~4.0； （5）鉴定特征：以其绿色、条痕淡绿色和肾状、葡萄状等为鉴定特征。 “表面”现象下面的内部实质问题是什么？ 粒子的规则排列！ 一些基本概念 晶体与非晶的概念 如何鉴别一种固体是晶体 晶体化学的定义 矿物晶体化学研究的主要内容 晶体与非晶的概念 晶体 非晶 无定型体 单晶 多晶 晶体的性质 晶体的性质 均一性　 异向性　　 对称性 最小内能　 稳定性 有固定的熔点 几个晶体学概念 结点 结点上粒子 结点间距 晶格三要素 网面密度 晶格 晶胞 矿物晶体化学研究的主要内容 矿物晶体化学： 矿物晶体化学是研究矿物的化学成分、晶体结构，及其与矿物的物理化学性质之间的相互关系，从而为采矿与选矿工程服务的一门学科。 主要内容： 化学基础（原子结构、分子结构、晶体结构、晶体场理论），实际矿物（硅酸盐矿、硫化物矿、氧化物矿等）的化学组成、晶体结构、物理化学性质等。 海泡石晶体结构 第二章 原子结构 2－1 玻尔原子模型 2－2 现代的量子力学原子模型 2－3 原子轨道 2－4 原子轨道能级图 2－5 核外电子排布 2