Страницы Список страниц 9 10 11 12 13 · · ·  21

Химический состав минералов, расчет формул 

Глава VI.

Каждый минерал характеризуется определенным химическим составом. Минералы могут состоять либо из одного химического элемента, либо из нескольких. Если минерал состоит из одного химического элемента, его называют самородным элементом. Например, самород-ное золото, самородное серебро, самородная медь и т. д. Однако большинство минералов состоит из нескольких, а иногда и многих химических элементов. Состав минералов принято выражать в виде химической формулы или в весовых процентах, определяемых с помощью химического анализа.
Например, химический состав минералов халькопирита и анальцима может быть выражен следующими весовыми процентами химических элементов (для первого) или окислов (для второго):

I. (Cu — 34,9)+(Fe — 30,47)+(S — 34,6)=Сумма 99,97

II. (SiO2 — 55,12)+(Al2O3 — 22,99)+(Na2O — 13,53)+(H2O — 8,27)= Сумма 99,81

Формулы данных минералов рассчитываются делением указанных весовых количеств на соответствующие атомные или молекулярные массы. При этом получают атомные или молекулярные количества. Атомные массы химических элементов берутся по таблице периодической системы элементов Д. И. Менделеева, молекулярная масса окисла выводится путем суммирования атомных масс, слагающих соответствующий окисел элементов. Атомные или молекулярные количества заменяют пропорциональными им коэффициентами в получаемой формуле. Примеры расчета формулы халькопирита и анальцима приводятся в табл. 7.
Формулы, получаемые при расчете и дающие представление о химическом составе минерала, называются эмпирическими. Таковы полученные формулы халькопирита и анальцима — 4Si02•Аl203 • NagO• 2Н20. Эмпирическая формула анальцима, написанная в виде окислов, не отражает связей между химическими элементами и ничего не говорит о структуре минерала, такое написание формулы имеет одно преимущество — ее проще запомнить.

Пересчёт данных химического анализа и установление формулы минерала   Таблица 7 
Компоненты Весовые проценты Атомные(молекулярные)количества Отношения между атомами (молекулярными)количествами Название и формула минерала
Cu 34,9 34,9 : 63,5 = 0,550 1 Халькопирит
CuFeS2
Fe 30,47 30,47 : 55,8 = 0,546 1
S 34,6 34,6 : 32 = 1,081 2
SiO2 55,12 55,12 : 60 = 0,919 4 Анальцим 
4SiO2 · Al2O3 · Na2O · 2H2O
Al2O3 22,99 22,99 : 102 = 0,225 1
Na2O 13,53 13,53 : 62 = 0,218 1
H2O 8,27 8,27 : 18 = 0,459 2

Для ряда минералов принято писать формулы, в которых отражается тип химического соединения и взаимные связи между слагающими химическими элементами. Такие формулы называются структурными или кристаллехимическими. Формула анальцима Na[AlSi2O6]•H2O; является структурной. Квадратными скобками выделен радикал, представляющий сложный анионный комплекс Вода, имеющаяся в минерале в количестве одной молекулы, пишется в конце формулы и отделяется от нее точкой. Другой пример. Эмпирическая формула мусковита H2KAl3Si3O12, структурная — KAl2[AlSi8O10](OH, F)2. В данной формуле выделен в виде радикала сложный анионный комплекс, а вода присутствует в минерале не в виде Н2O, а в виде гидроксила (ОН), который может замещаться Как уже отмечалось, изоморфные примеси в формуле минерала изображаются в круглых скобках и отделяются друг от друга запятой. Химический элемент, стоящий на первом месте в скобках, присутствует в большем количестве. Например, формула анкерита Са (Mg, Fe)2[CO3]2. Рентгеноструктурный анализ в настоящее время позволил установить структурные формулы многих минералов.

11

10 12