Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Все эти особенности кристаллических структур окислов сказываются и на физических свойствах минералов. Соединения, характеризующиеся ионной связью, обладают прочным кристаллическим строением, в целом несравненно более прочным, чем это наблюдается для галогенидов и сульфидов. В этом проявляется сильное химическое сродство к кислороду металлов, образующих подобные окислы. Прочность кристаллических построек выражается в высокой твердости этих окислов (6, 7, 8 и 9 по шкале Мооса), в высокой химической стойкости, трудноплавкости, очень низкой растворимости и т. д.
Гидраты, обладающие слоистыми кристаллическими решетками, ввиду слабых связей между слоями характеризуются значительно менее прочными решетками. Замечательна их способность легко расщепляться по базальной спайности на тонкие листочки. Твердость гидратов двухвалентных металлов низкая; при замене их катионами трехвалентных металлов она увеличивается и особенно возрастает при наличии в решетках ионных групп [ОНО]3" (диаспор). На сущности этих групп остановимся при описании минералов.
Окраска минералов также характеризуется своими особенностями. Соединения, в которых участвуют ионы типа благородных газов (Mg2+, Al3+ и другие), как правило, бесцветны или имеют аллохрома-тическую окраску. Однако подавляющее число минералов, в которых роль катионов играют ионы несимметричного строения (Fe, Mn, Cr и др.), интенсивно окрашены в темные цвета. Особенно широко распространены черные окраски. Многие из этих минералов непрозрачны или просвечивают в тонких осколках и шлифах, причем по преимуществу обнаруживают бурые или красные оттенки. В соответствии с этим находятся и полуметаллические блески этих минералов. Явно повышены также и магнитные свойства минералов.
Классификация минералов. Все относящиеся к настоящему разделу минералы принято делить на: 1) безводные окислы и 2) гидроокислы или окислы, содержащие гидроксил и водородные ионы. Мы сохраним это деление, поскольку с кристаллохимической точки зрения оно является вполне оправдываемым !.
В тех и других, кроме простых соединений, присутствуют двойные или более сложные соединения, выделявшиеся ранее в самостоятельные классы. К числу их принадлежат прежде всего так называемые алюминиаты, ферриаты, хромиаты и манганиаты, т. е. соединения типа RO • i?203. Затем к ним относятся так называемые титанаты, ниобаты и танталаты, т. е. «соли» гипотетических кислот: титановой, ниобиевой и танталовой. Как увидим ниже, рентгенометрические исследования всех этих соединений показали, что их кристаллические структуры не имеют ничего общего с типичными солями кислород-
1 Водных окислов в собственном смысле, т. е. таких, в кристаллические решетки которых входили бы молекулы H2O, с достоверностью пока не установлено. Для минералов, кристаллические структуры которых еще не расшифрованы, H2O в химическую формулу вписывается условно. Разумеется, это не относится к тем минералам, которые содержат адсорбированную воду.
Группа льда
351
ных кислот. Наоборот, устанавливаются определенные их черты, тесно сближающие их с окислами.
Итак, в данном разделе мы будем рассматривать два класса соединений:
I класс. Простые и сложные окислы.
II класс. Гидроокислы или окислы, содержащие гидроксил.
1 класс. Простые и сложные окислы
К этому классу относятся как простые, так и сложные окислы, не содержащие в своем составе гидроксильных ионов. Сложные окислы нет смысла выделять особо, тем более что по кристаллическому строению они или аналогичны простым окислам, или немногим отличаются от них.
В большинстве своем относящиеся сюда минералы обладают сравнительно простыми кристаллическими решетками. Более сложны лишь кристаллические структуры минералов особо стоящей группы кварца (SiO2).
Отношения между катионами и анионами кислорода в этих минералах колеблются в пределах от 2 :1 (A2X) до 1:2 (AX2). В сложных окислах, кроме того, устанавливаются различные соотношения между катионами — обычно 1:1 и 1:2. Лишь для некоторых редких соединений мы наблюдаем более сложную картину соотношений.
По типам химических соединений и особенностям кристаллических строений среди окислов можно выделить следующие группы минералов:
A. Соединения типа A2X.
1. Группа льда. 2. Группа куприта. Б. Соединения типа АХ.
3. Группа периклаза — цинкита.
B. Соединения типа A2X3 и ABX3 (изоструктурные с A2X3) и др.
4. Группа корунда — ильменита. 5. Группа перовскита.
6. Группа пирохлора. 7. Группа браунита. 8. Группа арсенолита. Г. Соединения типа AB2X4.
9. Группа шпинели.
Д. Соединения типа AX2, AB2X5 (изоструктурные с AX2) и др.
10. Группа рутила. 11. Группа фергюсонита — эвксенита — самарскита. 12. Группа уранинита. 13. Прочие сложные окислы. 14. Группа кварца. 15. Группа углекислоты и двуокиси серы.
При описании минералов по педагогическим соображениям мы кое-где допустим перестановку в порядке расположения групп. Из тех же соображений вслед за группой кварца опишем группу опала, а вместе с уранинитом — группу водных окислов урана, химическая конституция которых точно не установлена.
