Окислы гидроокислы (минералы)

Содержание страницы

Что такое минералы окислы гидроокислы

К классу окислов и гидроокислов относятся простейшие соединения металлов и металлоидов с кислородом и гидроксилом.

Среди них известно свыше 150 минералов, которые составляют около 5% общего веса земной коры.

В состав этих минералов входит 47 химических элементов , из которых только половина играет в окислах важную роль.

Приблизительно 50 минералов упомянутого класса образует железо. Характернейшими окислами являются наиболее слабые основания или ангидриды слабых кислот, особенно Al³⁺, Fe³⁺, Ti⁴⁺.

Среди минералов класса окислов и гидроокислов широко развит изовалентный и гетеровалентный главным образом несовершенный изоморфизм.

Совершенный изоморфизм наблюдается только в окислах сложного состава для таких элементов:

1) Mg — Fe — Мn;

2) La — Се — Y;

3) Nb — Та.

Окислы, возникшие экзогенным путем из коллоидных растворов, содержат разные адсорбированные примеси.

Основой кристаллической структуры минералов описываемого класса, является плотнейшая упаковка ионов О^2- (в окислах) и (ОН)^— (в гидроокислах).

Размер ионных радиусов их приблизительно одинаковый (соответственно 1,36 и 133, А), поэтому тип положительных ионов не влияет на характер кристаллической структуры.

Все разнообразие минералов класса окислов и гидроокислов определяется характером катионов и их координацией.

Преобладают катионы с размером ионных радиусов между 0,6 и 1,0 А (колебания наблюдаются от 0,34 А — Ве²⁺ до 1,36 А — Ва²⁺) и с координационными числами в основном 4 и 6.

Между отдельными структурными единицами окислов и гидроокислов существует преимущественно ионная связь (степень ковалентности связи лежит в пределах 12—56%).

Замена кислорода гидроксилом приводит к возникновению слоистых структур с ионной связью в слоях и ван дер-ваальсовской — между ними.

При переходе к слоистой структуре снижается симметрия кристаллической решетки.

Окислы и гидроокислы в большинстве представлены координационными, слоистыми и цепочечными структурами.

В значительно меньшей мере — каркасными, и только единичные минералы этого класса имеют островную структуру.

Морфология

В морфологическом отношении окислы и гидроокислы являются минералами с хорошо развитой кристаллографической индивидуальностью.

Некоторые из них (например, брукит — ТiO₂) встречаются только в виде кристаллов. Для большинства минералов описываемого класса кристаллическая форма является важным диагностическим признаком.

Часто встречаются хорошо образованные кристаллы размером до нескольких десятков сантиметров, что особенно характерно для минералов.

В состав которых входят элементы с малыми ионными радиусами (Be, Al, Mg, Fe, Sn, Ti, Zr, Nb, Та) и которые образуются эндогенным путем.

Минералы этого класса известны также в виде мелкозернистых, скрытокристаллических и землистых агрегатов, кристаллические очертания которых можно установить только под электронным микроскопом.

Агрегаты

Такие агрегаты характерны для минералов, возникающих экзогенным путем из коллоидных растворов, которые содержат элементы с большими и средними размерами ионных радиусов.

В количественном отношении явно преобладают минералы кубической и ромбической сингоний, а на втором месте находятся минералы гексагональной (и тригональной) и тетрагональной сингоний.

Соответственно этому их обликами являются изометрический, удлиненный и сплюснутый.

Минералы изометрического облика обычно образуют зернистые агрегаты, которые в экзогенных условиях являются мелкокристаллическими и скрытокристалическими, а в эндогенных — крупно и среднезернистыми.

Для минералов линейного облика характерны лучистые и игольчатые агрегаты, а для сплюснутых — слоистые и чешуйчатые.

Слоисто-концентрические агрегаты типичным блеском получили название стеклянных голов.

В зависимости от условий образования один и тот же окисел может встречаться и в виде кристаллов, и в виде разных агрегатов.

Для окислов и гидроокислов характерны закономерные срастания (гематит — рутил, магнетит — ильменит, магнетит — шпинель).

А так же миметические кристаллы, образующиеся вследствие срастания (хризоберилл — ВеАlO₄, рутил и т. д.).

Подклассы

Все минералы класса окислов и гидроокислов соответственно их структуре, химическому составу и физическим свойствам разделим на 5 подклассов:

1) координационные,

2) каркасные,

3) островные,

4) цепочечные,

5) слоистые.

Из них мы рассмотрим только 4 подкласса.

В первом подклассе Выделяются два отдела — простые и сложные окислы, а в подклассе окислов и гидроокислов цепочечного строения — отделы с простыми и двойными цепочками.