Принципы систематики минералов. Общая характеристика класса сульфидов
Принципы химико-структурной систематики
· Царство – вещества неорганической природы, обладающие кристаллической структурой
· Подцарства – простых веществ и соединений
· Типы – типы химических соединений (только подцарство соединений)
· Подтипы выделяются по наличию или отсутствию анионных радикалов
· Класс – химический тип элемента (простые вещества) или аниона (соединения)
· Подкласс выделяется по типу катиона и характеру химической связи между катионом и анионом
· Надотдел – химические свойства аниона, определяемые его строением (моноанионные или полианионные халькогениды, количество концевых атомов кислорода в силикатных радикалах)
· Отдел – количество катионных позиций в структуре
· Ряд – кислотно-основные свойства солей, определяемые наличием H+ или OH-, и наличие молекулярной воды
· Надотряд – общий структурный тип, определяемый взаимодействием катион – анион (кластерный, нормальный, молекулярный)
· Отряд - геометрический тип аниона (островные, кольцевые, ленточные и т.п.)
· Семейство – близкий состав, общий генезис или парагенезис
· Род – непрерывный изоморфный ряд (ряд твердых растворов)
· Группа – минералы с однотипным составом и структурой не образующие твердых растворов или имеющие разрыв смесимости
· Минеральный вид
Современная систематика минералов основывается на конституции минералов (единство химического состава и структуры): самый крупный таксон – царство минералов, подразделяется на подцарство элементарных соединений и подцарство соединений.
|
|
|
Подцарство элементарных соединений делится на 2 класса (по химизму) – Ме и НеМе.
В классе Ме выделяют (по типу элемента) семейство самородного Fe (группы – Fe и Ni)и Pt-идов (группы – Ir, Os и Pt); и группу самородной Cu.
Класс НеМе делится на группы S, As и C.
В царстве соединений выделяют 5 типов:
1) тип интерметаллиды;
2) тип карбиды и их аналоги;
3) тип халькогенные соединения; подтип: халькогениды (Класс а) сульфиды с селенидами, б) теллуриды с сульфотеллуридами, в) арсениды, сульфоарсениды, антимониды, висмутиды) и халькосоли;
4) тип кислородных соединений; подтип оксиды и гидроксиды, следовательно 2 одноименных класса; оксосоли: 9 классов: силикаты, бораты, фосфаты и арсенаты, карбонаты, сульфаты и селенаты, нитраты, молибдаты и вольфраматы, ванадаты, хроматы.
5) тип галогенных соединений.
Затем в каждом классе выделяют более мелкие таксоны вплоть до минерального вида:
Класс – по катион-анион образователю
Подкласс – по элементам с разными типами связями (напр., три подкласса в классе силикатов – со связью ионной, ионно-ковалентной и ковалентной)
|
|
|
Надотдел - по типу аниона. Например, в силикатах – надотделы тетрасилакатов (ортосиликаты), тетра-трисиликаты (орто-диортосиликаты), дисиликаты (цепочечные - Px), ди-моносиликаты (ленточные), моносиликаты (слоистые), нульсиликаты (каркасные)
Отдел – по числу структурных позиций занимаемых главными катионами (напр., в надотделе цепочечных силикатов выделяют простые – Mg-Fe-Px; и сложные – Ca-Na-Li-Px и пироксеноиды – гр. Волластонита и Родонита).
Ряд – по хим. типу соли (напр., в силикатах – средние, основные, кисло-основные, кислые, кристаллогидраты)
Надотряд – по типу катионов и взаимодействию между ними (напр., четыре надотряда в отделе простых оксидов Mg, Al, Fe, Cr: нормальные – гр. Периклаза и гр. Вюстита; кластерные – гр. Корунда и гр. Гематита; в силикатах – по характеру Si-O-ого мотива)
Отряд – по структурному мотиву (напр., два отряда в классе гидроксидов: слоистые – гр. Брустита, Гиббсита, Бемита; и субцепочечные – группа Гетита, Диаспора и Манганита)
Семейство – выделяют по генезису, по характеру структуры (напр., пирротина, халькозина, сфалерита, киновари и т.д.)
Род – для минерального вида в изоморфном ряду (твердые растворы, напр. ряд диопсида CaMg[Si2O6] – геденбергита CaFe[Si2O6]), А.А. Годовиков предложил
|
|
|
Подрод – в твердых растворах, где присутствует разрыв смесимости –Gr.
Группа – для однотипных структур и близких по химизму соединений
Минеральный вид – минералы с однотипной структурой и составом, меняющимся в границах, которые определяются изоморфизмом и полиморфными модификациями.
Собственно минералы - природные кристаллические вещества, образовавшиеся в результате геохимических или космохимических (то есть физико-химических) процессов. Это означает, что в число минералов не включают синтезированные человеком кристаллические вещества, в том числе аналоги минералов, а также исключаются все некристаллические соединения
СУЛЬФИДЫ — класс минералов, соединения с серой (собственно сульфиды) и селеном (селениды), связанные друг с другом изоморфными отношениями (изоморфизм между сульфидами и селенидами – широкий, до полного). В отличие от сульфосолей природных, являющихся также соединениями с серой (селеном) и содержащих комплексные тиоанионные радикалы [AsS3]3-, [AsS4]5- и т.п., сульфиды природные содержат лишь моно- (типа S2-, Se2-) и полианионные (типа гантелей [S2]2-) группы. В природе известны около 100 минеральных видов, относящихся к сульфидам природным, из них только около 20 встречаются в больших количествах. К ним относятся: пирит (серный колчедан) FeS2, халькопирит (медный колчедан) CuFeS2, борнит Cu5FeS4, галенит (свинцовый блеск) PbS, сфалерит (цинковая обманка) ZnS, молибденит (молибденовый блеск) MoS2, киноварь HgS и др.
|
|
|
Сульфиды природные щелочных и щёлочноземельных элементов характеризуются ионной связью с S (или Se), легко гидролизуются, и в природе из них известен лишь ольдгамит (CaS), встречающийся крайне редко (например, в некоторых метеоритах). Наиболее распространены на Земле сульфиды природные халькофильных элементов, элементов семейства железа, молибдена; известны также сульфиды V, Cr, W, Pt, Ga, Jn, Te, Cd. Для них характерны ковалентная связь, иногда с металлической компонентой (пирротин, пентландит и т.п.), низкая растворимость в воде, устойчивость к гидролизу. Основная масса сульфидов природных имеет координационную структуру; для сульфидов элементов семейства железа типичны структуры с кластерными группами, обеспечивающими металлические компоненты связи. Меньшее число сульфидов имеет слоистые (молибденит, аурипигмент) или молекулярные (реальгар) структуры. Химический состав сульфидов природных обычно осложняется многочисленными изоморфными примесями, в основном в катионной части. Сульфиды элементов переменной валентности, в первую очередь Fe и Cu, часто образуют семейства минералов близкого или отклоняющегося от стехиометрии состава (семейства пирротина, халькозина и др.).
Немногие сульфиды природные, будучи относительно чистыми, оказываются бесцветными, прозрачными, с алмазным блеском (клейофан); основная же масса обладает полуметаллическим или металлическим блеском. Цвет их обычно от свинцово-серого (галенит, антимонит, висмутин) до чёрного (мартит, акантит, халькозин, ковеллин); некоторые из них имеют специфическую медно-жёлтую (халькопирит), коричнево-бурую или томпаково-бурую (пирротины, пентландиты) окраску. Немногие сульфиды природные ярко окрашены, что является их характерным диагностическим признаком (ярко-красный цвет реальгара, жёлтый — аурипигмента, хаулеита, тёмно-красный — киновари). Для некоторых сульфидов природных (борнита, ковеллина, халькопирита, иногда антимонита и др.) диагностическим признаком является побежалость, связанная с появлением тонкой плёнки вторичных окисленных продуктов на их поверхности.
Многие сульфиды природные обладают спайностью в нескольких направлениях (галенит, сфалерит и др.), для сульфидов со слоистой структурой типична спайность по одной плоскости (молибденит, аурипигмент). Твердость сульфидов природных колеблется от 1 у молибденита до 6-6,5 у марказита и пирита. Плотность меняется от средней (сульфиды Pb, Hg) до высокой (сульфиды Pt).
Большинство сульфидов — полупроводники или те, которые обладают металлической проводимостью (сульфиды с кластерами металл — металл в структуре). Некоторые сульфиды природные отличаются магнитностью (клинопирротин), ковкостью (халькозин, акантит).
Основная масса сульфидов природных образуется гидротермальным путём; известны также сульфиды магматические, метаморфического генезиса; некоторые из них возникают в результате экзогенных процессов. Сульфиды природные гидротермального генезиса часто образуют крупные скопления (месторождения колчеданные и полиметаллические), характерны также для скарнов, где являются, как правило, продуктами поздних гидротермальных этапов. Пирит, сфалерит, галенит, халькопирит и некоторые другие сульфиды природные типичны для отложений современных гидротерм (дно Красного моря, полуостров Челекен), областей активного вулканизма (Камчатка и др.), могут возникать в восстановительных условиях и на земной поверхности (например, в заражённых сероводородом бассейнах, в осадочных породах — углях, фосфоритовых конкрециях и др.), в зоне цементации (вторичного сульфидного обогащения) рудных месторождений. Магматическое происхождение имеют мельчайшие каплевидные вкрапленники сульфидов в лавах некоторых вулканов (Ключевской группы, островов Кунашир и Парамушир), а также халькопирит-пирротин-пентландитовые дифференцированные каплевидные образования в основных породах (например, на Норильских медно-никелевых месторождениях).
Для ассоциаций высоких ступеней метаморфизма сульфиды природные не характерны: они либо замещаются оксидами, либо растворяются и переносятся гидротермами в верхние горизонты земной коры. Редко сульфиды сохраняются в метаморфизованных месторождениях, даже после переплавления (месторождение Брокен-Хилл, Австралия). Для пород средней и низкой ступени метаморфизма сульфиды природные (особенно пирит, пирротины) являются типичными минералами. В поверхностных условиях сульфиды природные (за исключением киновари) легко окисляются, переходя в сульфаты (часто легкорастворимые), и замещаются оксидами, карбонатами, иногда элементарными веществами (самородные медь, серебро и другие металлы), силикатами (гемиморфит за счёт сфалерита), галогенидами (галогениды серебра, свинца, ртути и др.). Сульфиды природные — важные рудные минералы, сырьё для получения цветных, тяжёлых, многих редких и рассеянных металлов, их сплавов и соединений. Электрофизические, в т.ч. электрооптические и полупроводниковые, свойства сульфидов определяют их использование при изготовлении чувствительных элементов ИК-детекторов, различных полупроводниковых и электрооптических устройств.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 777; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!