地球化学第三讲.pptVIP

Na2[SnF6] 络合物通式：Am︱ [B￤Xn]p A为阳离子，B为中心离子，X为构成络合物的配位体， ︱是离子键， ￤为配位键。 规律： （1）中心离子：亲氧元素离子电位较大者其络合离子稳定，亲铜元素与配位离子电负性差别小者稳定。 （2）配位体：与亲氧元素之间电负性差异大者稳定，FClBrI,OSSeTe. 与亲铜元素之间电负性差异小者较稳定，OS. 元素易溶络合物及其稳定性 (1)不稳定常数(k不) 化学中学过：络离子在水溶液中的稳定性取决于它的电离能力的大小，这种电离可以表示为下面的一般形式: [Men+Axm-]y- Men++ XAm- Me:中心离子 A:配位体 当电离达到平衡时，离子浓度(严格地说是离子活度)之间存在着以下关系： K不 = [Men+][Am-]X/[MeAx]y- 络合物的平衡常数称为络合物离解常数，亦称络合物的不稳定常数，用K不来表示。 K不表示了络合物稳定性的大小，对于相同配位体的络合物： K不值越大，络合物在溶液中越不稳定（易离解），迁移越近； K不值越小，络合物越稳定，搬运得越远。 (2) 研究络合物稳定性的意义 a.确定元素沉淀的分离和空间上的分带性。 天然水中存在各种元素的络合物，由于其稳定性不同，其迁移能力就有差异，这就导致元素迁移时被搬运的距离和沉淀先后的不同，为此，可造成元素沉淀的分离和空间上的分带性。 日本学者秋林用实验的方法研究重金属络合物[Mex+(HS—)n]x—n的搬运，根据这些络合物的不稳定常数K不确定其活动性的顺序： Fe Co Zn ≈ Pb Cd Cu Hg K不：大 小 这一顺序与一般热液矿中所观察到的元素从热液中析出的顺序以及它们在矿床和原生晕中的分带规律大致相似。 b. 致使地壳中某些性质相似元素的分离 地壳中某些性质相似的元素紧密共生，但当它们形成络合物时，由于络合物不稳定常数的差别，导致它们彼此分离。 例如：Ta和 Nb，Hf 和 Zr，ΣCe和ΣY与F-，CO32-形成络阴离子，它们的K不常数各不相同！ [TaF7]2- [NbF7]2- K不 [HfF7]2- [ZrF7]2- [ΣCe (CO3)3]3- [ΣY (CO3)3]3- 这就使得Nb较Ta，Zr较Hf和ΣCe较ΣY的迁移能力大，从而造成了性质相似的Nb－Ta、Zr－Hf、 ΣCe－ΣY的分离。 地球化学思维实例分析: 江西修水香炉山钨矿 ① 石英—黑钨矿脉产在花岗岩裂隙带中 ； ② 工程揭露表明，石英脉下部密集硫化物PbS、FeS2…)等，而在石英脉上部黑钨矿(Fe.Mn)WO4明显富集； ③ 黑钨矿富集处两侧围岩中具萤石化和含氟电气石化。 1) W6+在热液中迁移形式：(K.Na)2[WO3F2]或(K.Na)2[WO3Cl2]. 而它们的沉淀环境是需要较富氧的环境才能形成[WO4]2-化合物的沉淀. 2) 早期，深部裂隙中含矿热液中有较多量的S2-存在（H2S), O2-是不足的，Pb2+， Zn2+， Cu2+只需很低的浓度就能形成硫化物沉淀; 而钨仍呈络合物形式在溶液中迁移。 3) 晚期，溶液运移到浅部裂隙带，游离氧的浓度大大增加，络合物离解: [WO3F2 ]2- + O2- → [WO4]2- +2F- ↓ ↓ Fe2+ Mn2+ Ca2+ 黑钨矿 萤石 将它的同伴F-，Cl-离子配位体全部撤换成 O2-，形成钨酸根[WO4]2-，与溶液中Fe2+、Mn2+、Ca2+结合而发生沉淀（黑钨矿、白钨矿），配位体F-形成萤石，含氟电气石。 三、水溶液pH值对元素迁移的控制(体系物理化学环境对水岩作用影响） （1）水溶液pH值影响化合物的溶解和沉淀，对于Fe2+和Fe3+来说它们的氢氧化物的pH值要