矿物的化学成分
矿石成分1
850矿物矿物是地壳中化学元素在各种地质作用下所形成的，具有必然化学成分和物理性质的天然单质或化合物，矿物是组成岩石和矿石的底子单元。
矿物可以是由几种元素组成的化合物，如磁铁矿〔Fe3O4〕、方解石〔CaCO3〕；也可以是由一种元素组成的单质，如金刚石〔C〕、自然金〔Au〕。
自然界中矿物存在的状态有三种：固态〔石英、正长石、云母〕；液态〔水、自然汞〕；气态〔二氧化碳、硫化氢〕。
自然界中的矿物很多，已发现的有三千多种，绝大大都是固态无机物，液态、气态和固态有机物〔琥珀〕仅数十种。
最常见的矿物有五、六十种。
构成岩石的矿物，叫做造岩矿物，如方解石是组成石灰岩的主要矿物。
能被人们操纵的有益矿物称为造矿矿物，如磁铁矿、黄铁矿等。
造矿矿物是组成矿石的主要成分。
851矿物的鉴定方法分两个步调，第一步是地质工作者按照矿物的外形和物理性质进行肉眼鉴定，其主要依据是：852 石英成分SiO2常呈六方柱状晶体，硬度7〔大于小刀〕。
无色透明的石英称为“水晶〞。
呈肾状、钟乳状的隐晶质石英称为石髓。
呈结核状的称为燧石。
具有各种色彩的二氧化硅变胶体呈平行带状的称为玛瑙。
石英是地壳上分布最广泛的矿物之一，占地壳重量的12.6％，是重要的造岩矿物。
石英的用途广泛，压电石英〔质地透明、无裂隙、无双晶者〕可制谐振器、滤波器，应用于雷达、导航、遥控、遥测、电子、电讯设备等。
其他可作光学仪器、玻璃、研磨材料、精密仪器轴承、研磨材料等。
853正长石成分K[AlSi3O8]晶体常呈短柱状、厚板状。
双晶较发育。
常为肉红色、浅黄红色、浅黄白色，玻璃光泽，硬度6，两组板面完全解理，解理交角90°，故名正长石。
在自然条件下，易风化成高岭石。
正长石是陶瓷及玻璃工业的重要原料，还可以制造钾肥。
854斜长石 Na[AlSi3O8]和Ca[Al2Si2O8]，斜长石是由钠长石和钙长石所组成的混合物，二者可按任意比例混合，按照不同比例可分为酸性斜长石、中性斜长石和基性斜长石。
矿物的物理性质和化学性质
矿物的物理性质和化学性质矿物是地球内部成分在自然界中形成的固体物质，具有一定的物理性质和化学性质。
本文将介绍矿物的物理性质和化学性质，并探讨其在地质学和矿物学中的重要性。
一、矿物的物理性质1. 密度矿物的密度是指矿物质量与体积之间的比值，通常用克/立方厘米（g/cm³）表示。
矿物的密度与其成分和结构有关，不同矿物的密度差异较大。
例如，金刚石的密度为3.52g/cm³，而方解石的密度为2.71g/cm³。
2. 硬度矿物的硬度是指矿物表面抵抗划伤的能力。
莫氏硬度尺是衡量矿物硬度的常用工具，将矿物按照其硬度分为10个等级，从1级到10级。
例如，石膏的硬度为2，而钻石的硬度为10。
3. 断口矿物的断口是指矿石断裂后的表面形貌。
常见的断口有贝壳状断口、贝壳状断口和贝壳状断口等。
不同矿物的断口形态可以提供有关矿物内部结构的信息。
4. 光泽矿物的光泽是指矿物在光线照射下反射光的特性。
常见的光泽有金属光泽、玻璃光泽、树脂光泽等，不同矿物的光泽类型可以帮助对其进行初步鉴定。
5. 色彩矿物的颜色是指其表面呈现的颜色特征，可以通过肉眼观察。
然而，颜色可能会受到杂质的影响，因此不能仅凭颜色来确定矿物的种类。
二、矿物的化学性质1. 化学成分矿物的化学成分是指矿物中各种化学元素的含量和组合方式。
不同矿物具有不同的化学成分，这些成分直接决定了矿物的性质和特征。
例如，方解石的化学成分为CaCO3，而石英的化学成分为SiO2。
2. 反应性矿物的反应性是指矿物与其他物质发生化学反应的能力。
例如，含铁矿物在受热条件下可以发生氧化反应，产生石锰矿等。
3. 溶解性矿物的溶解性是指矿物在不同溶剂中的溶解程度。
某些矿物可以在水中溶解而形成溶液，而其他矿物则不能溶解。
溶解性也是鉴定矿物的重要性质之一。
4. 酸碱性矿物的酸碱性是指矿物在酸性或碱性环境中的反应性。
有些矿物可以与酸、碱反应，产生溶液或沉淀等。
这种反应性可以帮助矿物学家确定矿物的种类。
安山岩矿石化学成份
安山岩矿石化学成份
安山岩（Andesite）是一种常见的火成岩，其化学成分相对复杂，通常包含以下主要矿物和化学元素：
主要矿物成分：
1. 钙长石（Plagioclase Feldspar）：钠长石和钙长石，包括斜长石和安长石。
2. 斜长石（Orthoclase Feldspar）：也被称为正长石，是钾长石的一种。
3. 斜长脉石（Clinopyroxene）：如辉石和角闪石。
4. 黑云母（Biotite）：属于云母矿物。
化学元素成分（典型值，以质量分数表示）：
1. 硅（SiO2）：约58-63%
2. 铝（Al2O3）：约13-18%
3. 钙（CaO）：约3-8%
4. 钠（Na2O）：约2-5%
5. 钾（K2O）：约2-5%
6. 镁（MgO）：约1-5%
7. 铁（FeO、Fe2O3）：约1-8%
8. 钛（TiO2）：约0.5-2.5%
请注意，安山岩的具体化学成分可能会因不同的岩石类型和地质环境而有所变化。
实际的安山岩样本化学成分可以通过岩石分析实验进行准确测定。
第二章 矿物-矿物的化学性质、分类
2.胶体及其吸附作用
1）胶体：一种或几种物质的微细质点（粒径0.001-0.1um）分散在另一种 物质之中所形成的不均匀分散体系。 包括分散相（分散质、胶体颗粒）和分散介质（分散媒）。 自然界胶体主要形成于表生作用，难溶矿物破碎成微细颗粒（ 0.0010.1um）时，分散在水中形成胶体溶液。 2）胶体矿物的形成 胶体颗粒带有电荷，与带不同电荷的胶体颗粒或离子发生相互作用时，胶 体颗粒便相互中和而失去电荷凝聚下沉与分散介质分离，逐渐凝固而形成胶 体矿物。如带负电荷的SiO2胶体颗粒与带正电荷的Fe（OH）3胶体颗粒相遇 时，凝聚成含SiO2的褐铁矿， SiO2含量不固定，因此，胶体矿物的化学组 成常常不固定，成分可以发生变化。 3）胶体吸附作用 除胶体矿物形成时本身的含量变化大，另外胶体颗粒还能吸附分散介质中 的离子，使其矿物成分不稳定而发生变化。如硬锰矿（mMnO2· MnO· 2O） nH 中常混入少量K2O、BaO、CaO、ZnO等组分，原因是带负电荷的MnO2胶 体颗粒能够从水溶液中吸附K+、Ba+、Ca+、Zn+等阳离子。
第三节 矿物的化学性质
矿物的形态和物理性质是其化学成分和内部构造在一定地质 条件下的综合反映，因此研究矿物的化学成分和内部构造对于 鉴定矿物、利用矿物和分析矿物的形成条件极其重要。 一、矿物的化学成分 矿物形成于地壳中，组成元素来自于地壳及其深处，是地壳中 元素永不停止的迁移运动中的相对静止状态的聚集形式，包括 单质和化合物。矿物的化学成分并不是绝对固定的，它可以在 一定范围内发生变化。引起矿物化学成分变化的原因有以下几 种： 二、矿物化学成分变化 1.固溶体：两种或两种以上彼此不能化合的组分，相互混溶成 均匀的固态物质，如日常所见的合金。按其组成方式分为： 1）交替固溶体：类质同像； 2）侵入固溶体：一种组分侵入于另一种组分结晶构造的间隙 之中，其中一部分就是以机械混入物形式出现的杂质。
矿物的分类与特征
矿物的分类与特征矿物是地壳中自然形成的固体物质，具有一定的化学成分和晶体结构。
它们在地球岩石圈中占据着重要的地位，对于地球科学的研究和资源开发具有重要意义。
矿物的分类与特征不仅是地质学和矿物学的重要内容，也关乎我们对地球的认识与理解。
本文将介绍矿物的分类与特征，并探讨其在地壳演化过程中所起的作用。
一、矿物分类矿物可以根据其组成元素进行分类。
常见的矿物元素有金属元素、非金属元素和半金属元素。
金属矿物是指以金属元素为主要成分的矿物，如铁矿石、铜矿石等。
非金属矿物是指以非金属元素为主要成分的矿物，如石膏、石墨等。
半金属矿物则含有一部分金属元素，一部分非金属元素，如硫铅矿石等。
此外，矿物还可以按照其晶体结构进行分类。
晶体结构是矿物的内部排列方式，决定了矿物的物理性质和化学性质。
根据晶体结构的不同，矿物可以分为六晶系，分别是立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系和六斜晶系。
二、矿物特征1. 化学成分：矿物的化学成分是确定其分类和特征的重要依据。
矿物的主要成分可以通过化学分析来确定，这样可以了解其组成元素及其含量。
矿物的化学成分决定了其性质和用途，不同的化学成分使不同的矿物具有各自独特的特征和功能。
2. 晶体结构：矿物的晶体结构是由其元素组成的晶格形成的。
晶体结构直接影响着矿物的物理性质和化学性质。
不同的晶体结构使得不同的矿物具有不同的硬度、光泽、颜色和密度等特征，这些特征有助于我们识别和区分不同的矿物。
3. 外部形态：每种矿物都有其独特的外部形态。
矿物的外部形态是由其晶体和晶面的生长方式决定的，包括晶体的形状、表面特征和断口特征等。
通过观察矿物的外部形态，我们可以初步判断其可能的矿物种类，并进一步确认其物种。
4. 物理性质：矿物的物理性质包括硬度、光泽、颜色、密度、磁性等。
这些性质对于矿物的鉴定和分类非常重要。
例如，矿物的硬度可以通过莫氏硬度刮痕实验来确定，光泽可以通过观察其表面反射光线的方式来判断。
化学鉴定教案二——了解矿物的化学成分和检测方法
化学鉴定教案二——了解矿物的化学成分和检测方法矿物是地球上含有某一或某些元素的自然物质，在矿产资源开发和利用过程中至关重要。
了解矿物的化学成分和检测方法对于地质勘探、选矿、冶炼等方面都有着重要的意义。
本文将介绍化学鉴定教案二中所涉及的矿物化学成分和检测方法。
一、矿物的化学成分矿物的化学成分是指矿物所含的元素以及这些元素在矿物中的化学结合方式。
矿物的化学成分对其物理、化学和矿物学特性均有影响，是矿物学最基本的方面。
1.矿物所含元素矿物所含元素是指矿物中的元素种类及其相对含量。
矿物中含有的元素种类可能非常多，但是其相对含量却往往是少数几个元素起主导作用。
例如，石英（SiO2）是包含硅元素最多的矿物之一，其它元素的含量很低。
2.元素的化学结合方式元素的化学结合方式是指元素与其他元素在矿物中所形成的化学键和晶格结构。
不同元素之间的化学键和晶格结构会影响矿物的物理、化学和矿物学特性。
例如，石英中硅元素形成了四面体结构，并且硅氧键的键能很高，在高温下仍然稳定。
这使得石英成为许多产业的重要原材料。
二、矿物的检测方法1.矿物形态检测矿物形态是指矿物在外部所显示的形状、大小、颜色、光泽等特征。
通过观察矿物的形态可以判断其是否为某一种矿物，例如，石英通常呈现透明或灰白色，并且具有玻璃状光泽，可以轻松辨认。
2.矿物物理特性检测矿物的物理特性是指矿物在外部环境下的导电、磁性、密度、硬度和光学等特征。
这些特性可以通过实验来检测。
例如，针对石英这种硬度相当高的矿物，我们可以用研磨机和粉末库来检测其硬度。
3.矿物化学成分检测矿物的化学成分是指矿物中所含的元素及其化学结合方式。
通过化学分析可以得出化学成分的定量和定性信息。
一般采用的化学分析方法有火焰光度法、电感耦合等离子体发射光谱法、拉曼光谱法等多种。
4.矿物结构检测矿物的结构是指矿物微观结构中的晶格结构和晶体形态。
现代化学检测技术，如X射线衍射、电子显微镜等，可帮助研究人员确定矿物的结构和晶体形态。
结晶学与矿物学-矿物的化学成分
§3 胶体矿物及其化学成分特点
一、胶体矿物的概念
1．胶体(colloid)
一种或多种物质的微粒(粒径一般1～100nm)
分散在另一种物质之中而形成的不均匀的细分散系。
前者称分散相(分散质)，后者称分散媒(分散剂)。
注意： 1）胶体系2相或多相物质的混合物。 2）分散相和分散媒均可是固体、液体或气体。 3）胶体： ➊ 胶溶体：分散媒远多于分散相 ➋ 胶凝体：分散媒远少于分散相
独立的矿物种，而常常作为微量的类质同像混入物
赋存于主要由其他元素所组成的矿物中。
三、离子类型
1．惰性气体型离子
(inert-gas type ions)
2．铜型离子
(chalcophile type ions)
3．过渡型离子
(siderophile type ions)
§2 矿物的化学成分
一、矿物的化学成分类型
Chap.11
矿物的化学成分
研究意义：
➊ 矿物的化学成分是区别不同矿物 的重要依据；
➋ 矿物化学成分的变化特点常作为 反映矿物形成条件的标志；
➌ 矿物化学成分是人类利用矿物资源 的一个重要方面。
§1 地壳中化学元素的丰度
一、元素克拉克值
克拉克值(clarke)：各种化学元素在地壳中的
平均含量(即元素在地壳中的丰度)之百分数。
非化学计量矿物(nonstoichiometric minerals)：
某些含变价元素的矿物，因形成过程中常处于
不同的氧化还原条件下，其价态会发生变化。 由于受化合物电中性的制约，其内部必然存在
某种晶格缺陷，致使其化学组成偏离理想化合比，
不再遵循定比定律。
矿物的化学成分讲解
3、矿物学与其他学科的关系
岩 石 学 胶 体 化 学
矿材
环
床料
境
学科
科
学
学
结晶学与矿物学
地 球 化 学
环 境 工 程
物
地普
理
学通
化
原化
学
理学
矿物的化学组成
二、矿物化学成分的变化
矿物按化学成分可分成两种类型： 单 质－是由同种元素的原子自相结合组 成的，
如金刚石，自然金等； 化合物－是由两种或两种以上不同的化学元素的原子
组成的。又可分为： 简单化合物：由一种阳离子和一种阴离子组成。
NaCl、PbS 单盐化合物：由一种阳离子和一种络阴离子组成。
Ca[CO3]、Mg[SiO4] 复化合物（复盐）：由两种以上阳离子与同种
氢氧化铁胶体颗粒的结构示意图
（2） 胶体对介质中离子的吸附具有选择性 是指胶粒在不同溶液中仅能吸附一定的与
胶粒电荷相反的离子，而对其它物质则不吸附 或吸附程度很小。
胶体对离子的选择性，还表现在对一些离 子吸附的难易程度不同，进而表现为被吸附离 子之间的交换。通常，阳离子电价越高，置换 能力越强，一旦被胶体吸附，就难被置换；在 电价相等时，置换能力随离子半径增大而增强。
胶体及胶体矿物的特点
细 胶分 体散
系
胶体
极大比表面积 带电荷 选择性吸附
胶体的特点
非晶质 无规则几何外形 可变性和复杂性
胶体矿物的特点
胶体矿物形成 ——海滨地带和岩石风化壳 中
矿物/岩石中的水
矿物学基础知识(矿物及其化学成分)
第二章矿物及其化学成分第一节矿物的概念在古代，矿物泛指从矿山采据且未经加工的天然物体，随着人类对自然认识的深入和科学技术的进步，矿物的概念也在不断发展变化。
现代对矿物的定义是，地质作用或宇宙作用过程中形成的具有相对固定的化学组成以及确定的晶体结构的均匀固体。
它们具有一定的物理、化学性质，在一定的物理化学条件范用内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。
现代的矿物概念，重点强调以下几个特征。
一、矿物是地质作用或宇宙作用的产物这一特征使矿物区别于在工厂或实验室由人工制造的产物。
由人工制造的、各方面性质与大然产出的矿物相同或相似的产物，可以称人造矿物或合成矿物，如人造水晶、人造金刚石等；而那些在自然界无对应矿物的人工合成物，则不能称为合成矿物，如钛酸锶、钇铝榴石等。
那些来自月球或陨石的矿物，为了强调其来源，特别称为月岩矿物和陨石矿物，或统称宇宙矿物。
二、矿物具有相对固定的化学成分矿物成分可用化学式来表达。
如方解石、闪锌矿，其化学成分可分别用化学式CaCO3和ZnS表示。
然而，由于形成环境的复杂性，矿物的成分可在一定范围内变化。
如闪锌矿中的Zn经常被Fe代替，但Fe的含量最高不能超过26%，向且Zn、Fe一起与S仍保持1:1的定比关系，化学式可表示为(Zn,Fe)S。
因此，可以说矿物成分是相对固定的。
三、矿物具有确定的晶体结构这表明矿物应该是晶体，但只有天然产出的晶体才属于矿物。
外观表现为固体的无晶体结构的物质，如蛋白石、水铝英石等不能称为矿物，这类在地质作用或宇宙作用中形成的具有相对固定的化学成分，但无确定晶体结构的均匀固体，称为准矿物或似矿物。
天然非晶质的火山玻璃，因无一定的化学成分，不属准矿物之列。
四、矿物是均匀固体这一特征排除了天然产出的气体和液体，它们可以是自然资源，但不属于矿物，如自然汞；同时也与岩石和矿石区分开来。
矿物作为组成岩石和矿石的基本单元，应该是各部分均匀的。
五、矿物并非固定不变任何矿物都稳定于一定的物理化学条件范围内，超出这个范围，矿物会发生变化，生成新条件下稳定的矿物。
矿物学
辰砂HgS 结构特点: 三方晶系, 晶体结构属变形NaCl型结构。晶体形态: 双晶常见，常呈以c轴为双晶轴的贯穿双晶。物理性质: 猩红色；条痕红色；金刚光泽。硬度2~2.5；解理平行{1010}完全; 比重8.05
黄铜矿 CuFe2+S2 结构特点: 四方晶系。晶体结构类似闪锌矿。晶体形态: 单晶体不常见，晶形呈四方四面体、四方偏三角面体、四方双锥。物理性质: 黄铜色，条痕绿黑色；金属光泽; 硬度3~4；性脆。比重4.1~4.3。
雌黄As2S3 结构特点:单斜晶系。晶体形态: 单晶体呈板状或短柱状, 集合体成片状、梳状、土状等。物理性质: 柠檬黄色；条痕鲜黄色；油脂光泽至金刚光泽。硬度1.5~2；解理平行{010}极完全 ，薄片具挠性。比重3.5。
雄黄 AsS 结构特点: 单斜晶系。晶体形态: 单晶体通常细小，呈柱状。物理性质: 桔红色；条痕淡桔红色；晶面金刚光泽，断面上现树脂光泽。硬度1.5~2；性脆；解理平行{010}完全。比重3.6。
第六讲 硫化物及其类似化合物
化学成分：与硫组成化合物的最主要元素为Fe、Co、Ni、Mo、Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Cd、Bi、Sb、As等。
晶体化学特征：类质同像替代广泛，同质多像普遍。
物理性质：绝大多数硫化物及其类似化合物呈金属色、显金属光泽、条痕色深而不透明。仅少数硫化物如雄黄、雌黄、辰砂、闪锌矿等具金刚光泽，半透明。单硫化物和硫盐矿物硬度低，硬度在2-4，双硫化物及其类似化合物，其硬度增高至5-6.5，同时缺乏解理或解理不完全，其它硫化物大多具有明显解理性。这一类矿物的熔点低，比重一般在4以上。
矿物的主要类型
矿物的主要类型
矿物是地球上具有一定物理性质和化学成分的天然物质。
根据化学成分和物理性质的不同，可以将矿物分为以下几类：
1. 硅酸盐矿物：主要成分为硅和氧，包括石英、长石、云母等。
这类矿物是地球上最常见的矿物。
2. 硫化物矿物：主要成分为硫和金属，包括黄铁矿、黄铜矿等。
这类矿物常常是金属矿的主要来源。
3. 氧化物矿物：主要成分为氧和金属，包括赤铁矿、磁铁矿等。
这类矿物也是金属矿的重要来源之一。
4. 碳酸盐矿物：主要成分为碳酸盐和金属，包括方解石、菱镁矿等。
这类矿物在建筑和制造业中有很广泛的用途。
5. 硫酸盐矿物：主要成分为硫酸盐和金属，包括石膏、芒硝等。
这类矿物也广泛用于建筑和化工领域。
以上是矿物的主要类型，不同的矿物有不同的用途，对我们的生产和生活有很大的影响。
- 1 -。
3矿物的化学成分之2全解
工艺矿石学Ⅰ
矿物加工工程专业
2、结构式法
目前在矿物学中普遍采用“晶体化学式”(或称结构 式)。晶体化学式既表明矿物中各组分的种类，又能反映 矿物中各原子间的结合情况，书写方法如下： 1）单质矿物
用元素符号表示；若有类质同象代替，则按照数量由多 到少排列，并用圆括号括起来，用逗号分开。 2)对于金属互化物
成分变化的原因主要有：
对晶质矿物而言，主要是元素类质同象代替。
对胶体矿物来说，主要是胶体的吸附作用。
某种矿物成分中含有的混入物，除因类质同象代替和吸 附而存在的成分外，还包括一些以显微(及超显微)包裹体 形式存在的机械混入物。
工艺矿石学Ⅰ 矿物加工工程专业
6、元素的地球化学分类
元素在矿物中的结合主要取决于两种因素： 其一是元
2、地壳中元素丰度高低不同的原因分析
根本原因在于各元素原子核的结构和稳定性不同。
随着原子序数(z)的增大，核内质子间的斥力的增加
大于核力的增加，核内的结合能降低，原子核趋于不稳定， 元素的丰度也降低。
因此丰度高的元素分布于周期表的开端部分，自 Co(z
＝27)以后，元素丰度有显著降低。
工艺矿石学Ⅰ
工艺矿石学Ⅰ 矿物加工工程专业
6)阳离子数的计算:用每个组分的分子数乘上该组分的阳 离子数，求出每个组分中的阳离子数(g项)； 7) 统计氧原子数总和。 8）已知钠长石的晶体化学式Na(AISi3O8]中氧原子数为8， 用氧原子总和除以8则得公约数，再以此值分别去除各阳 离子元素的原子数(g项)，求出氧原子为8时各阳离子元素 的原子数比(i项)。 9)参照钠长石通式并分析类质同象代替关系写出该钠长 石的晶体化学式为： (Na
按照金属性递减的顺序从左到右排列，如砷铂矿---PtAs。
矿物的化学成分
不参加矿物晶格的水 参加矿物晶格，以分子形式存在 参加矿物晶格，以离子形式存在 存在于层状硅酸盐结构层中的水 存在于沸石族矿物的空洞中的水 蛋白石SiO2-nH2O
石膏Ca[SO4]·2H2O
高岭石 Al4[Si4O10](OH)3 蒙托石 辉沸石
11
水 附 吸
中性水，不带电荷，不进入矿物晶体结构， 存在于矿物的表面、裂隙中，失水温度很 低（ 0-110 ℃ 之间）。含量不固定，随环 境温度和湿度而变，不计入化学式 ( 胶体 水除外) 。吸附水的存在不影响矿物的结 构 。 如 蛋 白 石 S i O 2 - n H 2 结构中，有固定的位 置和配位数，有固定的含量，失水温度高（110230℃），失水后不再获得，并影响矿物的结构和性质。 结晶水多出现于具有大半径络阴离子的含氧盐矿物 中，有一个或几个固定的脱水温度 。
8
2、晶体化学式的写法
阳离子写在化学式的开始，在复盐中的阳离子要用碱性 的强弱顺序排列 CaMg［CO3］；当阳离子为同一种元素而 具有不同价态或不同配位体时，要将低价的离子置于高 价的离子之前时Fe2+Fe3+2O4 阴离子接着写在阳离子的后边，络阴离子则要用［］括起来 附加阴离子通常写在主要阴离子或络阴离子的后面 含水化合物的水分子写在化学式的最后面，并用“•”把它 与矿物中的其它组份分开。当含水量不定时，常用nH2O 或aq表示，如蛋白石SiO2 • nH2O 互为类质同象的离子用( )括起来，并按其含量由多到少
15
总之：
吸附水 结晶水 结构水 层间水 沸石水
不参加矿物晶格的水 参加矿物晶格，以分子形式存在 参加矿物晶格，以离子形式存在 存在于层状硅酸盐结构层中的水 存在于沸石族矿物的空洞中的水 蛋白石SiO2-nH2O
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晶体化学式的计算：
具体做法是：
元素或氧化物质量％
原子个数
分子个数（换算成原子个数）
即：要求已知该矿
物的晶体化学通式
以某个原子在该矿物晶
体化学式的原子个数为
准，换算出其他原子在
晶体化学式中的系数 结合晶体化学
知识将各原子
进行分配
举例说明：已知单斜辉石晶体化学通式：XY[Z2O6]
以上举例为阴离子法，即以氧原子数为准计算， 也可以以阳离子总数为准计算，称阳离子法， 计算的思路是一样的。
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
返回
五、矿物的化学式及其计算
实验式：白云母：K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 或：H2KAl3Si3O12
仅仅表示各组分的含量比。
晶体化学式：K{Al2[(Si3Al)O10](OH)2}
络阴离子团
结构单元层
不仅表示各组分的含量比，同时还表达了晶体结构信息。
地壳中元素丰度极不均匀，最多的氧（O） 与最少的氡（Rn）含量相差1018倍。
地壳中最常见的元素为： O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg 这8种，占地壳总 质量的99％。
常见8种元素的克拉）
O
46.60
Si
27.72
非化学计量性：某些变价元素矿物，由于离子价态变 化而引起的部分离子缺席空位造成矿物化学成分变化。 如：Fe1-XS，其中x=0~0.125；
机械混入：包裹体等。
矿物化学成分的变化可以反映矿物形成时的物理化学条件， 因而可作为标型特征。
关于胶体矿物：
胶体的概念：细分散体系，含分散相（胶粒，一 般小于100nm）和分散媒（相当于溶剂，一般是 水），与真溶液是不同的。 当胶粒含量小于分散媒时，形成的是胶溶体，反 之，形成的是胶凝体（固态）。
但是，不能以某个阳离子为准计算，为什么？ 请同学们思考。
本章重点总结：
克拉克值、元素地球化学性质、离子类型与 矿物种类的关系；
矿物化学成分变化因素（类质同像、胶体吸 附、非化学计量）；
矿物中水的5种形式及其特点； 读懂晶体化学式并会计算。
作业：本章习题8。
结晶水： H2O，参加晶格，一般在晶体结构中的大空隙 中，含量固定，较不易脱水（200－500°C），脱水 后结构改变，如：石膏Ca[SO4] •2H2O。
结构水：OH-，H+，H3O+，以离子的形式存在于晶体 结构中，位置、含量固定，非常稳定，极不易脱水 （ 600－1000°C ），脱水后结构完全改变，如：高 岭石Al4[Si4O10](OH)8。
五、矿物的化学式及其计算
晶体化学式的书写原则： 1）阳离子在前，阴离子在后； 2）多个阳离子时，按碱性强弱排序，按价态低高排序； 互为类质同像关系的阳离子用圆括号括起来，按含量多少排 序； 3）络阴离子团用方括号括起来，更大一级的结构单元用花 括号括起来；一般附加阴离子写在所有阴离子的最后，中性 水分子写在整个化学式最后，并用“•”分开。
Al
8.13
Fe
5.00
Ca
3.63
Na
2.83
K
2.59
Mg
2.09
62.55 21.22 6.47 1.92 1.94 2.64 1.42 1.84
93.77 0.86 0.47 0.43 1.03 1.32 1.83 0.29
可以形象地比喻：整个地壳是由O离子作最紧密堆积，阳离 子充填在空隙中。
另外还有两种过渡型水：
层间水：H2O，存在于层状结构矿物中的层间 大空隙中，与层状结构有一定的键合作用（分 子键），但很微弱，脱水后层状结构基本不改 变。稳定性介于吸附水与结晶水之间。层间水
沸石水：H2O，存在于沸石族矿物晶体结构中 的大空隙或通道中，脱水后结构基本不改变。 稳定性介于吸附水与结晶水之间。
胶粒的特点：比表面积极大，带电荷，具有选择 性吸附。胶粒
胶体矿物：以水为分散媒的胶凝体，特点：非晶 质或超显微隐晶质，具有选择吸附性，水含量不 固定。这就导致了胶体矿物的化学成分极不稳定。
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例如：蛋白石，由许多许多的非常细的SiO2胶粒及水 组成。单个SiO2胶粒可能有晶体结构，但太小了； 许多胶粒组合是杂乱的，因此，整体不显晶态特征 而是非晶态或超显微隐晶态。
第十二章 矿物的化学成分
地壳中化学元素丰度对矿物化学成分的影响 元素的离子类型与矿物种类的关系 矿物化学成分变化的影响因素 矿物中的水 矿物的化学式及其计算
一、地壳中化学元素的丰度
元素在地壳中的平均含量的百分数，叫克拉 克值（美国学者克拉克（F.W.Clark） 最先 提出），可分为：质量克拉克值，原子克拉 克值。
铜型离子：电离势高，不易失去电子，与硫形成共 价键，形成硫化物，故称为亲硫元素或亲铜元素；
过渡型离子：性质介于上述两类离子之间，可形成 氧化物、含氧盐，也可形成硫化物，取决于元素在 周期表中的位置(靠近惰性气体型离子还是靠近铜 型离子)，也取决于外部氧化－还原条件。
二、元素的离子类型与矿物种类的关系：
例如： 白云母K{Al2[(Si3Al)O10](OH)2} 白云石CaMg[CO3]2 镁方解石（Ca，Mg）[CO3] 铁闪锌矿(Zn,Fe)S 蛋白石 SiO2•nH2O
请同学们读懂上述晶体化学式的含义。
晶体化学式的计算：
总的思路是：以矿物化学分析所得到的元素或 氧化物质量％，换算成该矿物中各原子、离子 系数比例，再结合晶体化学知识判断是否为类 质同像关系、是否组成阴离子团等，写出晶体 化学式。
克拉克值对矿物化学成分的影响:
聚集元素：Au、Ag、Bi、Sb等，尽管克拉克值 很低，但它们的地球化学性质是趋于聚集的， 所以能够形成独立的矿物种，甚至富集成矿；
分散元素：Ru、Cs、Ga、In等，尽管克拉克值 较高，但它们的地球化学性质是趋于分散的， 所以不能够形成独立的矿物种，往往以微量元 素混入物（如类质同像形式）赋存于其他矿物 种中。
二、元素的离子类型与矿物种类的关系：
惰性气体型离子：外层电子8或2 铜型离子：外层电子18或18＋2 过渡型离子：外层电子9～17，有未满的d电子。
外层电子构型直接 影响到离子的化学 键性质。
二、元素的离子类型与矿物种类的关系：
惰性气体型离子：易失去电子，与氧形成离子键， 形成氧化物、含氧盐矿物，故称为亲氧元素或亲石 元素；
但是，元素的离子类型与矿物种的关系不是绝对 的，在极端外部条件下，也可改变，如：Cu+ 在氧化环境下也可形成氧化物：赤铜矿Cu2O.
三、矿物化学成分变化的影响因素：
类质同像：引起矿物化学成分变化的主要因素。特点： 离子之间取代，占据晶格位置，可引起结构、物性等 规律性的变化；
胶体吸附与脱水：引起胶体矿物（非晶态，准矿物） 和含水矿物化学成分变化的主要因素。(下面详叙)
胶粒堆积形成胶体矿物示意图
但是，胶体矿物不稳定，随着时间的推移，会慢慢转 化为晶态，这就是胶体的晶化作用，也称胶体老化。 为什么？
胶体晶化后形成的一般是纤维状的细小晶体集合体， 不可能形成一个大单晶。为什么？
四、矿物中的水
水是矿物中的一种特殊的化学成分。分3种基本类型及2 种过渡类型：
吸附水：H2O，被吸附在矿物微粒（胶粒）表面、裂隙 中等，不参加晶格，含量不固定，易脱水（100－ 125°C），如：蛋白石SiO2•nH2O
克拉克值对矿物化学成分的影响:
克拉克值高的元素组成的矿物种含量也高，地壳上 的矿物种主要是由前述8种元素组成的硅酸盐（占地 壳总质量的3/4）和氧化物（占地壳总质量的 1/5） ；
但是，地壳上的矿物种除了受克拉克值影响外，还 要受到元素的地球化学性质的影响，有的元素含量 低，但它能够形成独立矿物种， 而有的元素尽管含 量多，却不能够形成独立矿物种。这就涉及到元素 是趋于“聚集”或“分散”的地球化学性质。