2.3: Мінеральні групи
- Page ID
- 36114
Більшість мінералів складаються з катіона (позитивно зарядженого іона) або декількох катіонів, плюс аніон (негативно заряджений іон (наприклад, S 2−)) або аніонного комплексу (наприклад, SO 4 2−). Наприклад, у мінерального гематиту (Fe 2 O 3) катіон є Fe 3+ (залізо), а аніон - O 2 − (кисень). Два іони Fe 3+ мають загальний заряд +6, що врівноважує загальний заряд −6 від трьох іонів O 2 −.
Ми групуємо мінерали в класи на основі їх переважного аніонного або аніонного комплексу. До них відносяться оксиди, сульфіди, карбонати, силікати та інші. Силікати на сьогоднішній день є переважною групою з точки зору їх чисельності в корі і мантії. (Вони будуть розглянуті в розділі 2.4). Деякі приклади мінералів з різних мінеральних груп наведені в таблиці 2.4.
| [Пропустити таблицю] | |
| Група | Приклади |
|---|---|
| Оксиди | Гематит (оксид заліза Fe 2 O 3), корунд (оксид алюмінію Al 2 O 3), водяний лід (H 2 O) |
| Сульфіди | Галена (сульфід свинцю PbS), пірит (сульфід заліза FeS 2), халкопірит (сульфід мідь-заліза CuFeS 2) |
| Сульфати | Гіпс (сульфат кальцію CaSO 4 · H 2 O), барит (сульфат барію BasO 4) (Зверніть увагу, що сульфати відрізняються від сульфідів. Сульфати мають іон SO 4 −2, тоді як сульфіди мають іон S −2). |
| галогеніди | Флюорит (флурид кальцію CaF 2), галіт (хлорид натрію NaCl) (галогенні мінерали мають галогенні елементи як їх аніон — мінерали в другій останній колонці в правій частині таблиці Менделєєва, включаючи F, Cl, Br та ін. — див. таблицю Менделєєва в Додатку 1: Список Геологічно важливі елементи і Періодична таблиця.) |
| Карбонати | Кальцит (карбонат кальцію CaCo 3), доломіт (карбонат кальцію і магнію (Ca, Mg) CO 3) |
| Фосфати | Апатит (Са 5 (РО 4) 3 (ОН)), Бірюзовий (КуАл 6 (РО 4) 4 (ОН) 8 · 5H 2 O) |
| Силікати | Кварц (SiO 2), польовий шпат (натрій-алюмінієвий силікат NaAlSi 3 O 8), олівін (залізо або силікат магнію (Mg, Fe) 2 SiO 4) (Зверніть увагу, що в кварці аніон є кисень, і хоча можна стверджувати, отже, що кварц - це оксид, він завжди класифікується з силікатами.) |
| Рідні мінерали | Золото (Au), алмаз (C), графіт (C), сірка (S), мідь (Cu) |
Оксидні мінерали мають кисень (O 2 −) як їх аніон, але вони виключають такі з кисневими комплексами, як карбонат (CO 3 2 −), сульфат (SO 4 2−) та силікат (SiO 4 4 −). Найбільш важливими оксидами є оксиди заліза гематит і магнетит (Fe 2 O 3 і Fe 3 O 4 відповідно). Обидва вони є звичайними рудами заліза. Корунд (Al 2 O 3) використовується як абразив, але також може бути дорогоцінним каменем в його рубінових і сапфірових різновидах. Якщо кисень також поєднується з воднем, утворюючи гідроксильний аніон (ОН -), мінерал відомий як гідроксид. Деякі важливі гідроксиди - лімоніт і боксити, які є рудами заліза та алюмінію відповідно. Заморожена вода (H 2 O) - мінерал (оксид), але рідка вода не тому, що вона не має звичайної решітки.
Сульфіди - це мінерали з аніоном S −2, і вони включають галену (PbS), сфалерит (ZnS), халкопірит (CuFeS 2) та молібденіт (MoS 2), які є найважливішими рудами свинцю, цинку, міді та молібдену відповідно. Деякі інші сульфідні мінерали - пірит (FeS 2), борніт (Cu 5 FeS 4), стибніт (Sb 2 S 3) та арсенопірит (FeaS).
Сульфати - це мінерали з аніоном SO 4 −2, і до них відносяться ангідрит (CaSO 4) та його двоюрідний гіпс (CaSO 4 .2H 2 O) та сульфати барію та стронцію: барит (BasO 4) та целестит (SrSO 4). У всіх цих мінералах катіон має заряд +2, який врівноважує заряд −2 на сульфатному іоні.
Галогеніди так названі тому, що аніони включають галогенні елементи хлор, фтор, бром і т.д. прикладами є галіт (NaCl), кріоліт (Na 3 AlF 6) і флюорит (CaF 2).
До карбонатів відносяться мінерали, в яких аніон є комплексом CO 3 −2. Карбонат поєднується з +2 катіонами, утворюючи такі мінерали, як кальцит (CaCo 3), магнезит (MgCo 3), доломіт ((Ca, Mg) CO 3) [1] та сидерит (FeCo 3). Мінерали міді малахіт і азурит також є карбонатами.
У фосфатних мінералах аніон є комплексом PO 4 −3. Важливим фосфатним мінералом є апатит (Ca 5 (PO 4) 3 (OH)), з якого зроблені ваші зуби. Зверніть увагу, що його називають фосфатом, а не гідроксидом, хоча він має гідроксильний іон.
Силікатні мінерали включають елементи кремнію і кисню в різних пропорціях від Si: O 2 до Si: O 4. Вони детально розглядаються в розділі 2.4.
Рідні мінерали - це одноелементні мінерали, такі як золото, мідь, сірка та графіт.
Ми класифікуємо мінерали за аніонною частиною мінеральної формули, а мінеральні формули завжди пишуться з аніонної частиною справа. Наприклад, для піриту (FeS 2) Fe 2+ є катіоном, а S − аніон. Це допомагає нам знати, що це сульфід, але це не завжди так очевидно. Гематит (Fe 2 O 3) - це оксид; це легко, але ангідрит (CaSO 4) є сульфатом, оскільки SO 4 2 − це аніон, а не O. За тими ж лініями кальцит (CaCo 3) є карбонатом, а олівін (Mg 2 SiO 4) є силікатна. Мінерали з одним елементом (наприклад, S) є рідними мінералами, тоді як ті, у яких аніон з галогенної колонки періодичної таблиці (Cl, F, Br і т.д.) - галогеніди. Надайте назви груп для наступних мінералів:
| [Пропустити таблицю] | ||
| Ім'я | Формула | Група |
|---|---|---|
| сфалерит | ZnS | |
| магнетит | Фр 3 З 4 | |
| піроксен | MgSiO 3 | |
| кутовий сайт | ПБСО 4 | |
| сильвіт | KCl | |
| срібло | Ag | |
| флюорит | СаФ 2 | |
| ільменіт | FeTiO 3 | |
| сидерит | Еко 3 | |
| польовий шпат | КАЛСі 3 О 8 | |
| сірки | S | |
| ксенотіма | ЙПО 4 |
HomeДив Додаток 3 для вправ 2.2 відповіді.
- Позначення двох (або більше) елементів, укладених у дужки з комою між ними: (Ca, Mg), вказує на те, що обидва можуть бути присутніми в різних пропорціях, але що для кожного присутнього аніона все ще існує лише один з них. ✓