矿物的晶体化学分类

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第十八章 自然元素大类
概述
化学组成：只有某些元素能形成自然元素矿物（表18 －1）
晶体结构：自然金属元素矿物主要为铜型结构（立方
最紧密堆积）、锇型结构（六方最紧密堆积），半 金属元素矿物为砷型结构（NaCl结构沿L3变形， L33L23PC）；自然非金属元素矿物结构各异。
物理性质：自然金属元素矿物－－金属键的特点（有
形态：不规则粒状集合体，树枝状等 （图片）；
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主要矿物简介——自然金：
物理性质： （请同学们自己说出）； 成因：热液型，砂金（沉积砂矿），变质型。 用途：“硬通货”，装饰，精密仪器，耐高温、腐蚀材料等 。
关于黄金的纯度：成色－Au的含量，用千分数表示：
首饰用“K”表示纯度：24K金表示100％纯度的金，18K则 表示18/24纯度的金。
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主要矿物简介——自然金：
化学成分：Au，与Ag呈完全类质同像，形成金银矿 、银金矿等：
Ag含量 （%）
矿物名称
0~5 自然金
5~15
含银 自然金
15~50
50~85
85~95
95~10 0
银金矿 金银矿
含金
自然银
自然银
晶体结构：铜型结构（立方最紧密堆积）（图片）； 思考：晶系？对称型？
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矿物的晶体化学分类：
完全类质同像系列：两个端员为两个独立的矿物种，并以 中间二分法将整个系列分为两个矿物种，端员之间的成 分可作亚种。如：
Mg[CO3]---------------Fe[CO3]
菱镁矿
菱铁矿
（种）
（种）
含铁菱镁矿
（亚种）
同一矿物，因化学成分或物理性质、形态上出现较明显差
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第十八章 自然元素大类
概述
呈单质状态产出的矿物；也可以是多种金属元素形成 的金属互化物、合金。
单质如：自然金Au、金刚石C； 金属互化物如：Fe0.83Si2（相当于化合物，含量比列
固定）
合金如：Au-------Ag（类质同像系列，含量连续变 化）
在有些情况下，金属互化物与合金不好区分。
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主要矿物简介——金刚石：
化学组成：C，但通常还含N、B，并且根据含N、B的多 少对金刚石进行分类。 晶体结构：为一典型结构（图片），单晶胞内除了立方面 心上有C原子外，晶胞内还有4个C原子。化学键：每个C 原子外的1个s轨道与3个p轨道形成4个sp3杂化轨道，与 周围4个C原子形成共价键，所以，C都是四面体配位。
它们结构新颖，物理性质特别，具有超导性、量子效应等 ，引起人们的关注。
思考： C原子是最紧密堆积吗？
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•Sp3杂化轨道
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主要矿物简介——金刚石：
形态：呈单晶体产出，八面体、菱形十二面体等。（图片 ） 物理性质：（请同学们自己说说）。 成因：高温高压产物，只能形成于地下深处岩浆作用，主 要产于超基性的金伯利岩（一种形成于地幔或下地壳的， 但被迅速带至地面浅处的岩石）中；砂岩。
世界上产金刚石的主要为南非，我国山东、辽宁也产。 世界上最大的金刚石产于南非，重3000多克拉，我国最大
的 金刚石“常林钻石”158克拉，发现于山东临沭县常林 村。
书学山海有无路涯勤苦为作用径舟，途：宝石之王，极硬材料，半导体等。•
主要矿物简介——石墨：
化学组成：C 晶体结构：为一典型层状结构（图片），层内：每个C原 子外的1个s轨道与2个p轨道形成3个sp2杂化轨道，与 周围3个C原子形成共价键，所以，C都是三角形配位； 还有一个p轨道没有参加杂化，这个p轨道垂直层面，相 互重叠形成大键（金属键）。层与层之间还有分子键。
哪些特点？）；自然非金属元素矿物－－非金属键 的特点，物性各异，与化学键有关。
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第十八章 自然元素大类
分类
自然金属元素类：铜族（Cu、Au、Ag） 铂族（Pt、Ir、Ru 、Os等）
自然非金属元素类：C: 金刚石、石墨、C60 S: 自然硫
自然半金属元素类：As、 Sb、Bi
在以后的章节里，我们将按以上分类对各大类 、类、族、种矿物进行分门别类地介绍。
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矿物的命名：
按成分：自然金、钛铁矿； 按物理性质：橄榄石、方解石、重晶石； 按形态：石榴子石、十字石； 按物理性质＋化学成分：方铅矿、黄铜矿、磁铁矿； 按物理性质＋形态：绿柱石、红柱石； 按地名：高岭石、香花石、包头矿； 按人名：张衡矿
•Sp2杂化轨道
•未参加杂化的p轨 道
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主要矿物简介——石墨：
形态、物理性质：同学们自己说说 成因：高温变质。 用途：耐高温材料，润滑剂，导电材料。
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主要矿物简介——富勒烯（C60）与纳米碳管：
化学组成：C，是在合成过程中新发现的C元素的物相 。 晶体结构： C60：60个C原子形成一个像足球一样的大分子； 纳米碳管：类似于石墨层卷曲成管。
矿物的晶体化学分类
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2020年4月10日星期五
矿物的晶体化学分类：
种：具有确定的晶体结构和相对稳定的化学成分。
同质多像变体：虽然成分相同，但结构不同，物理性质
也不同，属不同矿物种。如：金刚石与石墨。
多型变体：成分相同，且结构差异不大，物理性质也相近
，属同一矿物种。如：2H石墨与3R石墨。
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矿物的命名：
“矿”－－金属矿物：方铅矿、黄铜矿 “石”－－非金属矿物：方解石、石榴子石 “晶”－－透明矿物：水晶 “玉”－－宝石类矿物：黄玉、刚玉 “砂”－－细小颗粒产出矿物：辰砂 “华”－－地表次生的松散状矿物：钴华、钼华 “矾”－－溶于水的矿物：胆矾
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异的，称为该矿物的变种或异种。如：铁闪锌矿（ Zn,Fe）S是闪锌矿ZnS的变种，紫水晶是石英的变种 ，镜铁矿是呈片状的赤铁矿的变种。
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矿物的晶体化学分类（仅列出大类）
第一大类 自然元素矿物 第二大类 硫化物及其类似化合物矿物 第三大类 氧化物和氢氧化物矿物 第四大类 含氧盐矿物 第五大类 卤化物矿物