第四章矿物的化学成分资料.ppt

第四节 矿物的化学成分 　 前言 任何矿物均具有一定的化学组成。它不但是区别不同矿物的重要标志，而且也是人们利用矿物作为工业原料的一个重要方面。 此外，由于矿物是岩石的构成单位，其物理化学性质决定了矿石及其岩石的物理化学性质。 因此，矿物的化学成分和化学性质理论和实践上都是矿物学研究的重要课题之一。;重点讲解内容 1.矿物的化学成分类型 2.胶体矿物化学组成特征 3.矿物中水的类型划分 4.矿物化学式的书写和计算 ;一、矿物的化学成分类型 1、根据矿物的化学组成特点分为两种类型：　　 一类是由同种元素的原子自相结合组成的单质，如金刚石（C），自然金（Au）等。 ;金刚石（C）;第二类:由两种或两种以上不同的化学元素或络阴离子组成的化合物, 石英(Si02)，刚玉(Al2O3)。;;二、胶体矿物的化学成分特征 1、胶体概念 一种物质的颗粒（颗粒直径1－100nm)）分散于另一种物质中所形成的均匀的细分散系。前者称为分散相（或分散质），后者称为分散媒（或分散介质）。 注解：关于胶体矿物 1）在胶体中，若分散媒远大于分散相，形成的胶体称为胶溶体，分散相质点呈悬浮状态存在于分散媒中； 2) 当分散相远大于分散媒时称为胶凝体，整个胶体呈凝固状。;2、胶体矿物的分类 水胶凝体矿物 由水胶溶体凝结而成，分散媒是水，分散相是固态的颗粒，如蛋白石(SiO2.nH2O)和许多黏土矿物。 结晶胶溶体矿物 结晶胶溶体实际上含有机械混入物包裹体的晶体，其分散媒是固态晶质，分散相是气体、液体或固体。 实例：乳石英（含气体分散相）；红色方解石（其中含Fe2O3分散相) 注意：矿物学中的胶体矿物指的是水胶凝体矿物。;3、胶体矿物性质 胶体矿物中质点的排列和分布不规则和不均匀，外形上不能自发的形成规则的几何多面体形状，一般呈钟乳状、葡萄状等。 胶体矿物在性质上类似非晶质矿物，但颗粒本身是结晶的，但颗粒较细，是一种超显微的晶质矿物（黏土矿物）。 ;4、胶体的吸附作用 1）胶体具有吸附性的原因 胶体中质点颗粒小，比表面积大，具有很大的表面能； 胶体分散质点的表面电性不饱和，能够吸附介质中的异价离子，形成胶团或胶体粒子。 注解： 1.根据胶体微粒带电性质不同，胶体分为正胶体和负胶体。 2.在自然界中负胶体（某些离子As、Sb、Cu、Pb的硫化物以及高岭石等黏土质点和腐殖质等) 比正胶体(某些金属离子Zr、Ti、Cd、Cr、Al、Fe的氢氧化物）分布广。; 3.胶体中胶团成因 胶核优先吸附与自身组成相同的（或相似）的离子，在胶核外面形成一个吸附层，构成带一定电荷的胶粒。 为了平衡吸附层的电荷，带电的胶粒吸附介质中的其他阴离子构成胶团。 这些阴离子被吸附的较松弛，在介质中能自由移动，形成一个扩散层。;5、胶体的吸附特点 对离子的吸附具有选择性 胶体粒子在不同溶液中只能吸附某些与自身电荷相反的离子，对其它物质吸附很少或根本不吸附（对某些有用元素的富集具有重要意义）。 胶体中被吸附的离子间可相互置换，一般电价越高，吸附性越强，一旦吸附，很难置换。电价相同时，半径越大，置换能力越强。 霍夫蔓斯特顺序：H+＞Al3+＞Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞K+＞Na+＞Li+;6、胶体矿物的形成原因 1）少数胶体矿物形成于热液作用和火山作用。 2）大多数胶体矿物主要由表生作用生成，大体上经历两个阶段： 形成胶体溶液 地表的矿物或矿物集合体在物理、生物、化学风化作用等各种风化作用下，原生矿物被磨蚀加工成胶粒大小的质点，分布在水中即成为胶体溶液，为胶体形成准备了物质基础（分散质）。;胶体溶液的凝聚和胶体矿物的形成 胶体溶液在迁移过程中或汇聚于盆地后，与具有相反电荷的质点发生电性中和而沉淀，或因为水分蒸发凝聚形成各种胶体矿物。 实例：滨海地带形成的赤铁矿、硬锰矿、铝土矿、燧石等都是胶体作用的产物。 3）胶体的老化 胶体矿物随着时间的推移和热力学条件的改变，发生晶化作用形成晶质矿物称为变胶体矿物。 如蛋白石SiO2.nH2O变为石髓、石英SiO2等。;三、矿物中的水 水是某些矿物的一种重要组成部分，矿物的许多性质都与其含水有关。 一）水的分类 根据矿物中水的存在形式以及在晶体结构中的作用，分为两类： 吸附水：不参与组成矿物晶格，与矿物的晶体结构无关。 结晶水、结构水、沸石水、层间水： 参与矿物晶格或与矿物晶体结构密切相关。;1、吸附水 渗入在矿物集合体中，被矿物颗粒或裂隙表面机械吸附的中性H2O分子，不参与晶格结构。 吸附水可以呈气态、液态或固态。 吸附水不属于矿物的化学成分，不写入化学式。 吸附水在矿物中的含量不定，随温度和湿度而不同。 含在水胶凝体中的胶体水