矿物分类
自19世纪中叶以来,矿物一直以其化学成分为基础进行分类作文.在这种制度下,他们根据自己的优势地位被划分为不同的阶层阴离子或阴离子基(例如,卤化物,氧化物,硫化物).使用这种方法有几个理由标准作为矿物分类最高级别的区分因素。首先,具有相同阴离子基团的矿物在性质上的相似性通常比具有相同优势基团的矿物更为明显阳离子.例如,碳酸盐它们之间的相似性比铜矿物更大。其次,具有相同显性阴离子的矿物很可能在相同或相似的地质条件下被发现环境.因此,在矿脉或置换矿床中,硫化物倾向于共同赋存,而含硅岩占大部分地球的地壳.第三,目前的化学实践采用了一种命名法和分类方案无机化合物基于相似的原理。
然而,调查人员发现,仅凭化学成分不足以对矿物进行分类。内部结构的确定,通过使用来完成X射线,可以更全面地了解矿物的性质。化学成分和内部结构构成矿物的本质并决定其物理性质;因此,分类应该依赖于两者。Crystallochemical principles-i.e。,those relating to both chemical composition and水晶结构理论是由英国物理学家最先应用的W.劳伦斯·布拉格以及挪威矿物学家维克多·莫里茨·戈德施密特在研究硅酸盐矿物.硅酸盐基团的细分部分是根据组成,但主要是根据内部结构。基于SiO的拓扑结构4四面体,子类包括框架,链,和片状硅酸盐,等等。这种矿物分类是合乎逻辑和明确的。
最广泛的划分分类用于当前讨论的是(1)本土元素, (2)硫化物, (3)sulfosalts(4)氧化物而且氢氧化物(5)卤化物(6)碳酸盐(7)硝酸盐(8)硼酸盐(9)硫酸盐(10)磷酸盐,和(11)硅酸盐.
本土元素
除了免费的气体在地球大气,约20元素在自然界中以纯的(即未结合的)或近乎纯的形式存在。它们被称为原生元素,分为三个科:金属、半金属和非金属矿物.最常见的天然金属,其特点是晶体结构简单,可分为三组:金属和金属黄金组,由黄金组成,银,铜,引领;的铂族,由铂,钯,铱,锇;和铁组,含铁和镍铁.汞,钽,锡,锌在原生状态下发现的其他金属。原生半金属分为两个同结构族(其成员具有共同的结构类型):锑,砷,铋,后两者在自然界中较为常见,而(2)后者相当不常见硒而且碲.碳的形式钻石而且石墨,硫是最重要的原生非金属。
本土元素 | |
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资料来源:修改自C. Klein和C. s . Hurlbut, Jr.。手册 矿物学、版权所有©1985 John Wiley and Sons, Inc, 经John Wiley and Sons出版社许可转载。 |
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金属 | |
黄金集团 | |
黄金 | 非盟 |
银 | Ag) |
铜 | 铜 |
铂族 | |
铂 | Pt |
铁集团 | |
铁 | 菲 |
(铁镍合金 | 铁、镍) |
(taenite | 铁、镍) |
半金属 | |
砷组 | |
砷 | 作为 |
铋 | Bi |
非金属矿物 | |
硫 | 年代 |
钻石 | C |
石墨 | C |
金属
黄金,银,铜成员是相同的吗属性中的组(列)元素周期表因此具有相似的化学性质。在未结合状态下,它们的原子由相当弱的原子连接在一起金属结合剂.这些矿物具有共同的结构类型原子被放置在一个简单的立方最密集的安排。金和银都有一个原子半径1.44埃(Å),或1.44 × 10- 7毫米,使完整坚实的解决方案发生在他们之间铜的半径要小得多(1.28 Å),因此铜只能在一定程度上替代金和银。同样,天然铜的结构中只含有微量的金和银。
由于它们相似的晶体结构,金族成员显示出相似的物理性质。它们都很柔软,韧性(能被卷入的线),可塑的(能被…塑造的锤或滚轮),和分割(能被切割光滑刀或其他文书);金、银和铜是金属的优良导体电加热并表现出金属光泽和粗糙的骨折(一种表面呈尖锐锯齿状的骨折)。这些特性归因于它们的金属键合。金族矿物在岩石中结晶等轴晶系并且由于立方体最紧密的堆积而具有高密度。
除了上面列出的元素之外,铂族还包括稀有矿物合金,如铱锇矿.这一组的成员比金组的金属更硬,也有更高的熔点.
的铁族金属是等长的,具有简单的立方填充结构。它的成员包括在地球表面很少发现的纯铁,以及两种镍铁(铁镍合金而且taenite),这两种病比较常见成分的陨石.天然铁已在玄武岩的格陵兰迪斯科岛,格陵兰岛以及俄勒冈州约瑟芬和杰克逊县的镍铁矿。铁和镍的原子半径约为1.24 Å,因此镍是铁的常用替代品。地核被认为主要由这种铁镍合金组成。
半金属
半金属的锑,砷,铋具有不同于金属的简单填充球体的结构类型。在这些半金属中,每个原子的位置都更靠近相邻的三个原子,而不是其他原子。锑和砷的结构是由沿着平坦的圆形区域相交的球体组成的。
的共价连接四个最接近原子的键的性质与的电负性半金属的性质,由它们在元素周期表中的位置反映。这个群体的成员相当脆弱,他们不守规矩热电几乎和天然金属一样好。这些性质表明键类型介于金属键和共价键之间;因此,它比纯金属键更强,更有方向性,从而形成低能级的晶体对称.
非金属矿物
天然非金属钻石,富勒烯、石墨和硫在结构上不同于金属和半金属。硫的结构(原子半径= 1.04 Å)通常是正交的,可能含有有限的硒固溶体(原子半径= 1.16 Å)。
的多晶型物碳的石墨、富勒烯和金刚石表现出不同的结构,从而导致它们的差异硬度而且比重.在金刚石中,每个碳原子以共价键成四面体排列,产生一种紧密结合和极其紧密的结构,但不是紧密排列的结构。然而,石墨的碳原子被排列在六元环中,每个原子周围有三个相邻的原子,这些原子位于碳原子的顶端顶点等边三角形的。这些环连在一起形成薄片,称为石墨烯,它们之间的距离超过了一个原子直径。范德华力垂直于床单,提供一个弱粘结,这与宽间距结合,导致完美的基础分裂在床单上轻松滑行。富勒烯存在于元-中无烟煤,在电筒,在粘土从白垩纪—第三纪边界新西兰在美国、西班牙和土库曼斯坦以及萨德伯里附近富含有机物的地层中镍加拿大的矿山。