Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Ионы S, Se, Те, As и Sb по сравнению с кислородом обладают существенно большими радиусами, более легкой способностью поляризоваться и образовывать слабые гомополярные связи. С другой стороны, ионы металлов, образующих с ними соединения, в менделеевской таблице занимают места в правой части (в семействе железа и побочных рядах больших периодов) и принадлежат к числу сильно поляризующих ионов. Комплексные ионы, хотя и наблюдаются в сложных сернистых соединениях — сульфосолях, но не обладают столь прочными связями, как это имеет место, например, в силикатах и других кислородных солях.
Явления поляризации приводят к тому, что в кристаллических решетках происходит значительное объединение электронов соседних противоположно заряженных ионов, о чем можно заключить по явно выраженным для большинства сульфидов и подобных им соединений металлическим блеска м, свойственным вообще типичным металлам. С этим легко увязывается также и электропроводность большинства сернистых, мышьяковистых и прочих соединений. Этим объясняются и наблюдающийся иногда недостаток атомов металлов по сравнению с атомами металлоидов (например, в пирротине/— Fe j_jfS), нередкое отсутствие строгих дальтоновских соотношений в составе минералов, невыдержанность законов валентности и т. д.
Металлический характер более резко проявлен в соединениях элементов семейства железа (особенно для триады Fe, Со, Ni), чем в соединениях металлов побочных рядов больших периодов. В соединениях с S, Se, Те металлические свойства увеличиваются по мере замены серы селеном и теллуром. В ряду семейства железа усиление этих свойств происходит по мере передвижения от Mn к Ni. То же самое мы можем заметить в ряду As, Sb и Bi, где металлические свойства усиливаются
по мере приближения к висмуту. Действительно, висмутин (Bi2S3) характеризуется более сильным металлическим блеском, нежели антимонит (Sb2S3), тогда как аурипигмент (As2S3) полупрозрачен и обладает лишь алмазным или полуметаллическим блеском.
Об условиях нахождения в природе. Подавляющая масса скоплений сернистых и им подобных соединений наблюдается в рудных месторождениях гидротермального происхождения. Это обстоятельство и служит основанием к предположению о том, что тяжелые металлы из магматических очагов выносятся в виде летучих или легкоподвижных соединений и выпадают в условиях пониженных давлений и температур преимущественно в виде сернистых соединений. На основании экспериментальных данных допускают, что перенос этих соединений в гидротермальных растворах мог совершаться как в виде коллоидных растворов (золей) в присутствии H2S, так и в виде легко растворимых, неустойчивых при низких температурах двойных солей с сернистыми щелочами или сульфогидратами их (NaHS, KHS и др.), в которых легко растворяется и золото, как это показал Беккер. При распаде этих соединений при низких температурах могли образоваться обычные сульфиды металлов и золото в самородном виде (сульфиды его не известны в природе, хотя селениды и теллуриды встречаются). Весьма возможно, что и перенос кремнезема, отлагающегося в виде обильного кварца в сульфидных жильных месторождениях, обусловлен щелочным характером растворов (в кислых средах кремнезем не растворим).
В иных условиях происходит образование сульфидов в осадочных глинистых породах, а также битуминозных и угленосных отложениях. Обычнейшими сульфидами в этих породах являются пирит и марказит (FeS2). Они образуются в восстановительных условиях при наличии H2S, возникающего в результате разложения органических веществ без доступа кислорода или при недостатке его и во многих случаях, повидимому, не без участия бактерий.
При процессах выветривания, т. е. в присутствии воды и кислорода, почти все относящиеся сюда минералы, легко окисляясь, разлагаются, образуя первоначально сульфаты, большей частью легко растворимые в воде, а затем гидроокислы, окислы, карбонаты и другие кислородные соединения, характеризующие состав так называемой зоны окисления рудных месторождений. Исключение составляют лишь некоторые химически устойчивые в этих условиях минералы: киноварь — HgS, сперрилит — PtAs2 и лаурит — RuS2.
Классификация сульфидов и им подобных соединений. Основываясь на химической характеристике отдельных типов соединений, все рас-. сматриваемые здесь соединения необходимо прежде всего разделить на два класса г:
I класс. Простые сернистые, селенистые, теллуристые, мышьяковистые и сурьмянистые соединения. Сюда же включим и минералы типа двойных соединений.
II класс. Сульфосоли, т. е. минералы, близкие по химической конституции к солеобразным типам соединений.
Более детальное расчленение на группы внутри каждого класса дадим ниже в соответствующих местах.
1 Можно было бы выделить в особый класс теллуриды, как это вполне резонно предлагает В. С. Соболев. Однако типы соединений с теллуром имеют настолько много 'общего с (сульфидами и ееленидами, что в учебнике их удобнее рассмотреть совместно с ними.
/ класс. Простые сернистые и им подобные соединения
За исключением сероводорода, все простые сернистые и им подобные соединения в земной коре распространены в виде твердых кристаллических веществ. Среди них по типам химических соединений выделяются следующие главные группы минералов (сульфидов, арсенидов и антимонидов):
