自然元素、卤化物、硫化物.ppt

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1、,mineralogy,第三节 矿物学各论,矿物岩石学,矿物的晶体化学分类简介,自然元素矿物,硫化物,氧化物和氢氧化物矿物,硅酸盐矿物,其它含氧盐矿物（碳酸盐、硫酸盐等）,矿物的形成与变化,卤化物矿物,矿物的晶体化学分类简介（1）,矿物的晶体化学分类原则,矿物的晶体化学分类简介（1）,矿物的晶体化学分类原则,矿物的晶体化学分类简介（2）,第一大类自然元素金属元素半金属元素非金属元素,第二大类硫化物及类似化合物简单硫化物复硫化物硫盐,第三大类氧化物和氢氧化物氧化物氢氧化物,第四大类含氧盐硅酸盐硼酸盐磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐钨酸盐、钼酸盐铬酸盐硫酸盐碳酸盐硝酸盐,第五大类卤化物,矿物的晶体化学分类,

2、矿物的晶体化学分类简介（3）,矿物命名法,命名依据成分性质成分及性质形态形态及物性地名人名,举 例钨锰铁矿(Mn,Fe)WO4，银金矿(Au,Ag)重晶石（相对密度大）、方解石（具菱面体解理）、孔雀石（孔雀绿色）、天青石（天青色）、蛇纹石（颜色斑驳如蛇皮）赤铜矿（Cu2O、红色），黄铜矿（CuFeS2、铜黄色），辉锑矿（Sb2S3、金属光泽），方铅矿（PbS、立方体晶形及解理），磁铁矿（Fe3O4、具强磁性）石榴子石（四角三八面体或菱形十二面体状似石榴子），十字石（双晶呈十字形）红柱石（红色、柱状晶体），绿柱石（绿色、柱状晶体）香花石（发现于我国香花岭），高岭石（我国江西高岭地方产者最著名）章

3、氏硼镁石（英文名hungchsaoite，可译为鸿钊石）（为纪念我国地质学家章鸿钊而命名）,我国传统命名习惯：矿：呈金属光泽或主要用于提炼 金属的矿物。石：具非金属光泽的矿物。玉：宝玉石类矿物。晶：成透明晶体者。砂：常以细小颗粒产出的矿物。华：地表次生的并呈松散状的矿物。矾：易溶于水的硫酸盐矿物。,mineralogy,第三节 矿物学各论,矿物岩石学,矿物的晶体化学分类简介,自然元素矿物,硫化物,氧化物和氢氧化物矿物,硅酸盐矿物,其它含氧盐矿物（碳酸盐、硫酸盐等）,矿物的形成与变化,卤化物矿物,自然界以单质形式存在的矿物。已知的自然元素矿物种50，约占地壳总重量的 1，分布极不 均匀。其中有些

4、可显著富集，甚至 形成矿床。,一、自然元素矿物,自然金：Au 化学组成：纯金极少见，常有一定 数量的类质同像混入物 Ag。自然金自然银完全类质同像系列,此外，尚可含少量 Cu、Pd、Bi、Pt、Te、Ir等。含Cu20%者称铜金矿；含 Pd511%者称钯金矿；含Bi4%者称 铋金矿。自然金的 纯度以成色来表示，用千分数示之。,内生成因自然金的成色标型 晶体结构：等轴晶系，Fm3m。Au 原子呈立方最紧密堆积，具立方面心格子的铜型结构。形态：一般呈分散粒状、不规则粒状或树枝状等集合体。,鉴定特征：金黄色颜色及条痕，强金属光泽。硬度低(23)，无解理，强延展性。比重大(15.619.3)。熔点高(

5、1062)。化学性质稳定，在空气中不氧化，只溶于王水。,矿物鉴定特征,金刚石：C 化学组成：带色和不透明者常含 Si、Al、Ca、Mg、B、N、Fe、Ti 等杂质及石墨、橄榄石、磁铁矿、金红石等包裹体。,杂质N 和 B 的含量和存在形式，直接影响着金刚石的 光、电、热等 物理性能，成为金刚石分类的基本 依据。,金 刚 石 分 类,晶体结构：等轴晶系，对称型 m3m，具立方面心格子。C原子位于立方 晶胞的8个角顶和6个面中心，以及 相间地分布于半数的1/8小立方 晶胞的中心。CN=4。,金刚石（C）,返回,金刚石晶体形态,返回,形态 多呈111、110，常呈浑圆粒状。鉴定特征 浑圆粒状。金刚光泽

6、。极高的 硬度（H=10），解理 111 中等。日光曝晒后，在暗处发淡青蓝色磷光。,金刚石鉴定特征,返回,用途：名贵宝石、切削工具、研磨材料、精密仪器的零件、钻头、尖端技术材料等。成因产状：产于金伯利岩、橄榄岩、钾镁煌斑岩 和榴辉岩中。主要产地有澳大利亚、南非、俄罗斯、扎伊尔、巴西、美国及我国山东、辽宁、贵州、江苏、湖南等。,石墨：C 鉴定特征：鳞片状、致密块状、土状。铁黑色 钢灰色，条痕亮黑色，半金属光泽。0001 极完全解理，硬度小(1-2)。比重小，性软，有滑感，易污手，可书写。,石墨结构,返回,石墨鉴定特征,返回,用途：冶金工业：作 高温坩埚铸件 机械工业：润滑剂 电池工业：电极 原子

7、能工业：中子减速剂 用于制造铅笔芯、涂料、染料等。石墨-3R可作合成金刚石的原料。,mineralogy,第三节 矿物学各论,矿物岩石学,矿物的晶体化学分类简介,自然元素矿物,硫化物,氧化物和氢氧化物矿物,硅酸盐矿物,其它含氧盐矿物（碳酸盐、硫酸盐等）,矿物的形成与变化,卤化物矿物,卤化物大类：萤石族：萤石 CaF2 氟化物类 冰晶石族:Na3AlF6 石盐族：石盐NaCl、氯化物、溴化物、碘化物类 钾盐 KCl 光卤石族 角银石族,萤石（fluorite）：CaF2 组分中可含TR（主要为Th、Ce、U、Y等）。晶体结构：等轴晶系，对称型 m3m。,返回,萤石型结构：,鉴定特征：晶体常呈完好

8、的100，且晶面上 有时具嵌木地板式花纹；其次可见 111或二者之聚形；110少见。集合体多为粒状或致密块状。常依 111成穿插双晶。颜色多样，常呈紫色、蓝色、绿色，而无色、黄色少见；玻璃光泽。111四组完全解理；H4。具荧光性。,返回,穿插双晶：,下一页,萤石形态特征：,下一页,萤石形态特征：,下一页,萤石形态特征：,下一页,萤石形态特征,下一页,萤石形态特征,下一页,萤石形态特征：,萤石形态特征：,返回,萤石晶体形态标型,成因产状：主要为热液成因；无色透明的光学萤石产于 花岗伟晶岩和萤石脉的晶洞中。我国最主要产地：浙江的武义、义乌、金华一带。,用途：化学工业上用以提取氟、制造HF（可镂刻玻

9、璃）和人造冰晶Na3AlF6。冶金工业用作熔剂。玻璃、陶瓷工业，用作制造乳白色 不透明玻璃和珐琅，及配制瓷釉的原料。色泽美丽的致密隐晶质萤石可作 装饰品或雕刻工艺品的石料。,无 裂隙、杂质、气泡，且 10103 mm3 的无色或淡色 透明的晶体用于制造光学透镜和 棱镜。原子能工业用来提取 纯U235。用于水泥工业。F是火箭推进燃料理想的氧化剂。,石盐（halite）：NaCl 晶体结构：等轴晶系，对称型 m3m。NaCl 型结构：Cl-成立方最紧密堆积，Na+充填全部八面体空隙，典型离子晶格。,鉴定特征：晶体常呈100。集合体通常呈粒状、致密块状或疏松盐华状等。纯净无色透明者少见，常含杂质而呈

10、 各种颜色。玻璃光泽，风化面油脂光泽。100三组完全解理。H22.5。易溶于水，有咸味。,成因产状：典型的化学沉积型成因。主要产于气候干旱的内陆盆地的 干涸盐湖中及水的蒸发量补给量 的泻湖、海湾沉积物中。我国产地：沿海各省、西北、西南、中南、华东各地区。尤以 柴达木盆地最为著名。,用途：作为食料和食料防腐剂；提炼金属Na及制造苏打、HCl 和其他化工产品的重要矿物原料；电器工业用于制造发光的充Na 蒸汽灯泡等。,返回,石盐结构（NaCl):,下一页,矿物特征：,下一页,矿物特征：,返回,矿物特征：,mineralogy,第三节 矿物学各论,矿物岩石学,矿物的晶体化学分类简介,自然元素矿物,硫化

11、物,氧化物和氢氧化物矿物,硅酸盐矿物,其它含氧盐矿物（碳酸盐、硫酸盐等）,矿物的形成与变化,卤化物矿物,硫化物大类分类 据阴离子特点分三类：1）简单硫化物：S2-与铜型或过渡型 离子（Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Fe、Co、Ni）结合而成，如方铅矿（PbS）、闪锌矿(ZnS)、黄铜矿(CuFeS2)等。,2）复硫化物：哑铃状对硫 S22-、对砷AS22-及AsS2-、SbS2-等与 Fe、Co、Ni等过渡型离子结合而成。如黄铁矿(FeS2)、毒砂(FeAsS)等。,3）硫盐：S 与半金属元素As、Sb、Bi结合组成络阴离子AsS33-、SbS33-等，与铜型离子 Cu、Pb、Ag 结合成 较

12、复杂的化合物。如黝铜矿 砷黝铜矿(Cu12Sb4S13 Cu12As4S13)等。,晶体结构晶体结构：等轴晶系，Fm3m。NaCl 型结构：S2-作立方最紧密堆积，Pb2+充填于全部八面体空隙中，化学键为离子键金属键的过渡类型。,方铅矿：PbS,鉴定特征鉴定特征：铅灰色，条痕黑色，强金属光泽。100三组完全解理，硬度低(23)。比重大(7.47.6)。加 KI 及KHSO4 与矿物一起研磨后显黄色。,成因产状：主要产于中温热液多金属硫化物 矿床中。用途：提炼Pb最主要的矿石，含Ag多时 可综合利用Ag；作红外探测器及检波 器的材料。,化学组成：常有Fe2+替代Zn进入晶格，其他尚有Mn、Cd、

13、In、Ga、Ge、Tl 等类质同像混入物。,闪锌矿：ZnS 或-ZnS,晶体结构晶体结构：等轴晶系，F3m。S2-作立方最紧密堆积，Zn2+充填于 半数的四面体空隙.化学键具共价键性质。,鉴定特征鉴定特征：粒状晶形。颜色变化大，由无色 到浅黄、棕褐黑色，随含Fe量的 增加而变深。条痕白色褐色，金刚 光泽。110六组完全解理，H34。与方铅矿共生。,用途：为最重要的锌矿石矿物，综合利用Cd、In、Ga、Ge等稀有金属；结晶良好的单晶体是最佳的红外窗口材料和发光材料。,闪锌矿的标型特征,黄铁矿：FeS2 化学组成：常有Co、Ni替代Fe；As、Se、Te 替代S。常含Au、Ag、Cu、Pb、Zn等

14、 细分散机械混入物。,晶体结构晶体结构：等轴晶系，对称型 m3。为NaCl型结构之衍生结构：哑铃状 对硫S22-近似于立方最紧密堆积，S22-之中心相当于Cl-的位置，Fe2+位于 Na+的位置。对硫S22-的轴向与相当于 晶胞1/8的小立方体的对角线方向相同，但彼此并不相交。,哑铃状 S22-的伸长方向在结构中犬牙交错配置，使各方向键力相近，故解理极不完全，而硬度大。,鉴定特征鉴定特征：常见完好的100、hk0及其聚形，晶面上常具三组互相垂直的聚形条纹。浅铜黄色，表面有黄褐色锖色，条痕绿黑或黑色，金属光泽。参差状断口，硬度66.5，性脆，无磁性。,用途：为提取S、制造H2SO4的主要原料，广

15、泛应用于化工、橡胶、造纸、农药、化肥、染料等方面；可综合利用Au、Co、Ni、As、Cu、Ag等；副产品“黄铁矿渣”部分用于铸炼生铁；黄铁矿晶体可入中药；黄铁矿的成分、形态、热电性等具标型意义，可指导找矿勘探。,黄铜矿：CuFeS2 化学组成：CuFeS2 常含少量 Ag、Au、Zn等 机械混入物。,晶体结构晶体结构：四方晶系，对称型2m 为闪锌矿型结构之衍生结构：S2-作 立方最紧密堆积，Cu2+和Fe2+充填半数 的四面体空隙，均位于Zn2+的位置，其 单位晶胞宛若2个闪锌矿晶胞叠置而成，且Cu2+和Fe2+沿c轴相间排列，每个Cu2+或Fe2+为4个S2-围绕，每个S2-为2个Cu2+和

16、2个Fe2+围绕，CN=4。,鉴定特征鉴定特征：常呈致密块状或分散粒状。铜黄色，表面常有蓝、紫红、褐 等色的斑状锖色，条痕绿黑色，金属光泽。硬度34。性脆。用途：为提炼Cu的重要矿石矿物。,磁黄铁矿：Fe1-xS 非化学计量性“缺席构造”高温下 x=00.125 320时：六方晶系变体，成分相当于FeSFe7S8 之间的固溶体。320时：单斜晶系变体，成分为Fe7S8。,鉴定特征鉴定特征：通常呈致密块状。暗古铜色，表面 常具黑褐色锖色，条痕亮灰黑色，金 属光泽。硬度4。具磁性。用途：主要用于提取S、制作H2SO4；综合利用Ni、Cu。,辰砂、雄黄、雌黄之对比,过渡型离子:,返回,不含氧的三大类矿物介绍到此结束!,物理性质之一,返回,方铅矿结构：PbS,返回,方铅矿鉴定特征,返回,闪锌矿结构：ZnS 或-ZnS,返回,闪锌矿鉴定特征,下一页,下一页,闪锌矿鉴定特征,返回,闪锌矿鉴定特征,黄铁矿晶体结构：FeS2,返回,黄铁矿鉴定特征 FeS2,下一页,黄 铁 矿 鉴 定 特 征 FeS2,返回,黄铜矿晶体结构 CuFeS2,返回,黄铜矿鉴定特征,返回,磁黄铁矿鉴定特征,返回,