Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Хендерсон П. -> "Неорганическая геохимия" -> 54

Неорганическая геохимия - Хендерсон П.

Хендерсон П. Неорганическая геохимия: Пер. с англ.. Под редакцией В. А. Жарикова — М.: Мир, 1985. — 339 c.
Скачать (прямая ссылка): inorg_chem1985.pdf
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 134 >> Следующая

6.106 показана зависимость значений к от величины ионного радиуса для различных ионов. Для ионов с одинаковым зарядом или валентностью кривая, отражающая эту зависимость, имеет относительно плавный характер.
Рассмотрим вхождение в ортопироксеи рассеянного компонента Мп2+. Обменную реакцию можно записать следующим образом:
Мё^Ов + 2Мп2+расПл Мп2512О0 + гм^+рдспл.
Перераспределение Мп2+ между (расплавом и энстатитом неразрывно связано с перераспределением магния. Однако вид за.ви
138 Часть II
симости & от ионного радиуса, по существу, не изменится, если распределение элементов описать с помощью соотношения
]г орх __ [Мп]крист [М^]распл _ ... -
Ас> ~ [Мп]распл[Мё]крист 10Л0>
или
К0°^=-^-, (6.17)
поскольку это приведет лишь к сдвигу по ординате на постоянную величину.
Хотя на графиках нанесено немного данных, вследствие чего положение кривой чувствительно к вариациям значений, тем не менее ясно видно контролирующее влияние ионного радиуса и структуры на распределение элементов. Наличие на графике (рис. 6.10а) двух пиков при двух различных значениях ионных радиусов объясняется существованием в структуре клииопирок-сена двух координационных позиций —М1 и М2, различающихся по размеру. Само по себе положение пика определяет радиус иона, который на самом деле может и не существовать, но который обеспечивал бы системе максимальную относительную стабильность при замещении в кристаллической структуре главного элемента.
Некоторые элементы часто обнаруживают отклонения от кривых, построенных по другим ионам. Эти отклонения обычно присущи определенным переходным элементам. Их можно проиллюстрировать на примере перераспределения хрома между клинопироксеном и основной массой (рис. 6.11). Многие ионы переходных металлов имеют несферическую форму и подвержены воздействию кристаллического поля, что описывается и обсуждается в следующем разделе. Таким образом, хотя заряд и радиус иона являются важными факторами, определяющими распределение элементов, существуют другие энергетические факторы, которые также необходимо принимать во внимание.
При построении графиков зависимости коэффициентов распределения от ионных радиусов используется много упрощающих допущений. Обычно нам известны координационное число или радиус иона в расплаве (или основной массе). Иону присваивается размер радиуса, отвечающий его положению в кристаллической структуре, несмотря на то что мы изучаем перераспределение элементов между расплавом и кристаллом. К тому же ионы ряда элементов могут занимать в кристалле более чем один тип позиций, причем каждой из позиций отвечает свой радиус. Однако при соблюдении осторожности кривые можно использовать для предсказания. Так. например, зная уверенно ионный радиус, неизвестные коэффициенты распределения ионов можно оценить путем интерполяции по кри
6. Структурный контроль распределения элементов 139
вой для соответствующей валентности. Очевидно, это можно делать только на тех участках кривой, которые определены по относительно большому числу точек (например,, часть кривой, определенная для ионов редкоземельных элементов на рис. 6.10а), и в тех случаях, когда не сказывается влияние других факторов, таких, как эффекты кристаллического поля. Сходным образом можно получить приблизительные доли элементов в двух различных валентных состояниях (если они существуют)
а 5 в
Сг •
. V./ \
р / \
Ре • і Сг •
1 \
Ре ^ 1 / Сг в
V .1 \
' 1 ге J і
і
1 і' 1 , ! / 1 / 1 , і
0,6 0,8 1,0 0,6 0,8 о 1,0
Ионный раЭиус, А
0.6
0,8
РИС. 6.11. Зависимость коэффициентов распределения ионов Бс3*, У3+, Сг3+ и Ре3+ между клинопироксенами и основной массой в трех образцах базальтов (а, бив). Штриховая линия проведена по литературным данным; ее форма и положение пика базируются на кривой, построенной для пары авгит — основная масса [206]. Для облегчения сравнения с рис. 6.10а радиусы даны по данным работы [432]. (Рисунок взят из работы [177].)
при условии, что коэффициенты распределения для ионов В этих двух состояниях сильно различаются. Примерное соотношение Еи2+ и Еи3+ в магме можно определить, по наблюдаемому распределению Ей в плагиоклазе по сравнению с коэффициентами распределения для случаев, когда весь европий является либо только двухвалентным, либо только трехвалентным (при соответствующих радиусах).
Для того чтобы построить кривые зависимости к от ионного радиуса, необходимо предположить или знать валентность или состояние окислениости каждого иона. Валентность в большинстве случаев хорошо известна. Обычные валентные состояния элементов в изверженных и метаморфических породах перечислены в табл. 6.8. В некоторых случаях (например, для Р, Б, Аэ, Эе, металлов платиновой группы) состояние окислениости является формальным параметром, поскольку в: минералах эти элементы обычно проявляют ковалеитные связи.
140 Часть II
Таблица 6.8. Валентные состояния (степени валентности элементов земных минералов)*
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 134 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed