赤铁矿的晶体化学特征.ppt

2 矿物表面的零电点及带电性 M O矿物表面有 Mn Al OAl3 O2 定位离子 Si OSi4 Mn 吸引溶液中的配横离子如氢氧根离子 产生M OH mn m 例如 铁铝石榴石Fe3Al2 SiO4 3解离面存在Al3 Fe2 很少有Si4 矿物表面对溶液中带电离子 H OH 等 不等量吸附 使矿物表面带过剩的电荷 实例二 赤铁矿的晶体化学特征 化学组成 Fe占69 94 O占30 06 化学式 Fe2O3 常含有Ti Al Mn Fe2 Ca Mg等类质同相混入物 有时也含有SiO2 Al2O3 结点上粒子 Fe3 O2 由于O2 变形性小 不用考虑离子极化现象 粒子间作用力 离子键 晶体结构 晶格中结点上大的粒子阴离子O2 晶体半径1 4 离子体积11 5 3 做六方或立方最紧密堆积晶体半径较小的Fe3 晶体半径0 64 离子体积1 09 3 填充2 3的四面体或八面体空隙 第一层 第二层 12121212 123123123123 第三层 六方最紧密堆积单位晶胞立方最紧密堆积单位晶胞 四面体空隙 八面体空隙 Fe3 O2 阴阳离子间的静电引力计算 F K Z Z e2 Rc Ra 单位 库伦 式中 F阴离子与阳离子之间的静电引力 C库伦 Z Z 阴阳离子的电价 ZFe3 3 ZO2 2 e电子的电量 1 6 10 19 C Rc阳离子半径 Rc Fe3 0 067nm 6 7 10 11m Ra阴离子半径 Ra O2 0 132nm 1 32 10 10m K常数 9 109N m2 C2 求得 FFe O 6 947 10 18C 100 1 exp XFe XO 2 4 式中 化合物中离子键的百分数 XFe铁原子的电负性 1 8 XO氧原子的电负性 3 5 求得 51 4 Fe3 O2 键离子键百分数的计算 KWkWa CN d2 式中 阴阳离子的键合强度 K键合强度系数 大小取决于共价程度 Wk正离子电价 3 Wa负离子电价 2 CN正离子配位数 6 R R 0 67 1 32 0 507 dFe3 O2 离子间距 1 99nm 键合弱化系数 0 7 1 0 相对键合强度越大 键越牢固 矿物解理时键就越难断裂 Fe3 O2 键的相对键合强度计算 Fe3 O2 平均键价的计算 S R R0 N式中 S键价 R键长 R R 0 67 1 32 1 99nm R0为S 1时的R值 也称为单价键长 N为大于1的数值 N越大 S随R的变化就越敏感 R0 N是与原子种类 价态有关的经验常数 查表求得 R0 Fe3 1 78 N Fe3 5 7故S 0 529每个原子所连各键的键价之和等于该原子的原子价 F Z CN rc2式中 F键力 Z成键电子与核分开后 原子核的电价数 CN离子配位数 rc离子共价半径 其中rcX d r0X r0M 2 r0XrcM d r0X r0M 2 r0Md离子间距 r0鲍林离子半径 r0O 0 132 r0Fe 0 067 离子键极性计算公式 FO FFe FO FFe 式中 FO氧离子的键力 FFe铁离子的键力 键力的比值 越大 表示键的极性越大 所占的离子键成分越大 Fe3 O2 离子键极性的计算 赤铁矿的红外光谱 赤铁矿的zeta电位曲线 石英的zeta电位曲线 如何描述一种矿物的晶体化学特性 通过试验结果及检测手段 理论分析得到以下矿物的晶体化学特性1 结点上粒子的化学组成 化学式 2 粒子的化学特征 大小 半径 电负性 极化性质 3 粒子间作用力 键类型 键参数描述 4 晶胞或晶格构型 不同粒子配位数 晶体结构 晶胞参数等 5 矿物表面活性位点及其化学性质 氧化还