Энергия кристаллической решетки.
Эта энергия измеряется работой, которую необходимо затратить, чтобы разорвать молекулу вещества на составляющие его ионы, обычно определяют экспериментальным путем. Наибольшей стойкостью обладает то соединение, образование которого сопровождается наибольшим выделением теплоты. Энергия кристаллической решетки определяет тепловой эффект реакции. ЭКР позволяет проследить судьбу того или иного химического элемента на различных этапах его истории в земной коре, что составляет основное содержание геохимии.
ЭКи по Ферсману.
Энергентические коэффициенты, введенные Ферсманом, базируются на величинах радиусов ионов и относятся к важнейшим понятиям в геохимии.
ЭКаниона=W2/aRиона
ЭКкатиона=W2/aRиона
(0,75R+0,15)
ЭК-величины безразмерные, однако, умножив их на 1071, 74 получаем кДж. Это определенный пай энергии, который вносится каждым ионом при формировании кристаллической решетки. Применение ЭК ограничивается ионной формой, а во многих случаях есть возможность решения обратной задачи: если с помощью Эк и радиуса иона невозможно объяснить некоторые процесы, то элементы в них участвуют не в виде ионов. Для решения некоторых задач Ферсман считал необходимым определить пай энергии иона, приходящийся на единицу заряда. Этот коэффициент обозначают ВЭК, равняется ЭК, деленный на валентность. ЭК и ВЭК получили широкое применение в геохимии. Они используются для определения энергии кристаллических решеток, твердости и растворимости минералов, дальности миграции и зональности концентрации ионов.
|
|
|
Изоморфизм, основные типы, законы.
Изоморфизм-свойство сохранения структуры кристалла при полном или частичном замещении одних атомов другими.
Условия:
1. близость размеров ионов или атомов
2. сходство строения атомов, сходство химических свойств.
3. направленность, вхождение в решетку ионов меньшего радиуса и большего заряда
Типы: совершенный, несовершенный.
Законы изоморфизма:
-изоморфизм возможен только между ионами, размер которых различается не больше чем на 10-15 %.
-твердые растворы возможны если разница электроотрицательностей меньше 0.4
-В таблице Менделеева с движением вниз по столбцам и вправо по строкам размер ионов увеличивается. соответственно на элементы, которые расположены по диагонали к друг другу действует два противоположно направленных фактора: увеличивается заряд и уменьшается радиус иона. В результате радиус иона изменяется на 6 — 10 %. такие параметры идеально подходят для гетеровалентного изоморфизма. Первым эту закономерность заметил Ферсман, и и сформулировал правило диагонального изоморфизма.
|
|
|
Элементы расположенные в клетках расположенных по диагонали, ниже и правее, часто гетеровалентно замещают ионы. Исключением являются элементы 6-го ряда, радиус которых благодаря лантаноидному сжатию сокращается до величин наиболее подходящих для изоморфизма.
Свойства кристаллов с изоморфными рядами постепенно меняются от одного компонента к другому. Закон Вегарда утверждает, что размер элементарной ячейки пропорционален содержанию компонентов. Аналогично правило Ретгерса утверждает, что плотность изоморфной смеси пропорциональна составу.
Изоморфизм: изоморфные ряды, внутренние и внешние факторы.
Изоморфные ряды - ряды химических элементов (в частности, т. н. диагональные ряды таблицы Д. И. Менделеева), способных изоморфно замещать друг друга в соединениях с образованием смешанных кристаллов
Внутренние факторы:
1. равные радиусы
2. близкие величины ЭК, причем у замещающего иона ЭК больше.
3. близкие величины потенциалов ионизации (ПИ-энергия на отрыв электрона)
4. близкие величины электроотрицательности
5. тип связи один и тот же
Внешние факторы:
1. с ростом температуры величивается способность к изоморфизму
2. распад твердых растворов при снижении температуры
|
|
|
3. давление выталкивает элемент из структуры или вталкивает в нее.
Геохимия магматических процессов.
Процессы, в результате которых образуются изверженные горные породы можно изучать только по их конечным продуктам-горным породам.
В результате первичного разделения вещества земли, образовалось металлическое ядро, сульфидно-окисленный слой и силикатная оболочка. Большинство считают горные породы производными от базальтовой магмы, допускают существования на глубине базальтового слоя.
Причинами диференциации являются: охлаждение (снижение Т), ассимиляция (изменение концентрации), дистиляция (изменение Р). Различают дифференциацию:
-магматическая (в жидком состоянии)
-кристаллизационная
Магматическую могут вызвать: ликвация (расслоение расплава на 2 или несколько несмешивающихся жидкостей); ассимиляция (смешивание жидкостей разного состава или поступление в арсплав продуктов переплавления)
При кристаллизации магм наблюдается тенденция к выпадению минералов в определенном порядке, согласно реакционному ряду, во-вторых, минералы исчезают в том же порядке, что и появляются.
Ряд Боуэна:
прерывистый реакционный ряд непрерывистый реакционный ряд
оливин эвтектика кальциевый плагиоклаз
ром. пироксен
мон. пироксен средний плагиоклаз
амфибол
биотит натриевый плагиоклаз
эвтектика эвтектика
мусковит эвтектика КПШ эвтектика кварц
сверху вниз снижение температуры
3 этапа кристаллизации: первичный, главный, остаточный.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 560; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!