硫化物及其类似化合物
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结晶学与矿物学
07 硫化物及其类似化合物矿物
概述 单硫化物及其类似化合物 双硫化物及其类似化合物 硫盐
复习思考题
1
结晶学与矿物学
概述
硫化物及其类似化合物包括一系列金属元素与硫、硒、碲、砷 等相化合的化合物。矿物种数有350种左右，而其中硫化物就占 2/3以上，它们只占地壳总重量的0.15%。 化学成分 与硫组成化合物的最主要元素为铁、钴、镍、钼、铜、 铅、锌、银、汞、镉、铋、锑、砷等。 晶体化学特征 性质上的特点区别于标准离子晶格的晶体。这是 因为在硫化物及其类似化合物中原子间的键性复杂，不仅表现 共价键性，还显示一定的离子键性，甚至还有金属键性。 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。仅少数硫化物如雄南、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， 其摩斯硬度在2~4之间，双硫化物及其类似化合物，其硬度增高 至5~6.5左右，同时缺乏解理或解理不完全，面其它硫化物大多 具有明显解理性。这一类矿物的熔点低，比重一般在4以上。
10
结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－磁黄铁矿
红砷镍矿型晶体结构
11
结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－镍黄铁矿
化学组成: 通常以(Fe, Ni)9S8表示其化学式，实际上∑Me:S=9:8的情 况不常见，一般均有不同程度的偏离, 除类质同象混入物Co外，还 发现Cu、Ag、Rh、Pd、Se、Te等
8
结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－辰砂
c{0001}平行双面，m{10-10}六方柱，
r{10-11}、n{20-21}、i{20-25}菱面体，
x{42-63}三方偏方面体
9
结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－磁黄铁矿
有 两 个 同 质 多 象 变 体 ： 在 320℃ 以 上 稳 定 的 为 高 温 六 方 晶 系 变 体 (6/mmm。P63/mmc；a0=3.43 Å ，c0=5.69Å；Z=2)和在320℃以下稳 定 的 为 低 温 单 斜 晶 系 变 体 (2/m 。 C2/c ； a0=6.86Å， b0=11.90Å， c0=12.85Å，β=118°；Z=32)。 化学组成: 一般用Fe1-xS表示, 混入物以Ni和Co为最常见 结构特点: 晶体结构属红镍矿NiAs 型结构 晶体形态:晶形呈六方板状、柱状或桶状，但很少见 物理性质:暗青铜黄色，条痕灰黑色；金属光泽; 硬度4，性脆；解理 平行{1010}不完全；比重4.6~4.7, 具磁性 鉴定特征: 暗青铜黄色，具磁性
2
结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物
需要掌握的矿物:
• 方铅矿, 闪锌矿, 辰砂, 磁黄铁矿, 镍黄铁矿, 黄铜矿, 斑铜矿, 辉锑矿, 雄黄, 雌黄, 辉钼矿, 铜蓝
学习要点:
• 化学组成 • 结构特点 • 晶体形态 • 物理性质 • 鉴定特征
3
结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－方铅矿
4
结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－方铅矿
a{100}立方体，d{110}菱形十二面体
o{111}八面体，p{212}三角三八面体
5
结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－闪锌矿
化学组成: ZnS, 成分中通常含有Fe等各种类质同象混入物 结构特点: 等轴晶系；点群43m。空间群F43m；a0=5.3985；Z=4。晶
体结构表现为: 硫离子成立方密堆积，锌离子充填于半数的四面体 空隙，阴阳离子的配位数均为4 晶体形态: 晶形常呈四面体，有时呈菱形十二面体，见以(111)为接 合面的双晶 物理性质: 当含铁量增多时，颜色由浅变深，从浅黄~黑色, 条痕白 色~褐色；光泽由树脂光泽至半金属光泽；从透明至半透明。硬度 3.5~4；解理平行{110}完全。比重3.9~4.1，随含Fe量的增加而降低 鉴定特征: 菱形十二面体完全解理、条痕、光泽以及经常与方铅矿 密切共生
结构特点: 等轴晶系；点群m3m; 空间群Fm3m；a0=10.17；Z=4 晶体形态: 通常成细小颗粒在磁黄铁矿、黄铜矿中柱状或桶状 物理性质: 古铜黄色；条痕绿黑色；金属光泽; 硬度3~4；性脆；八
面本{111}解理完全; 比重5; 不具磁性 鉴定特征: 完全的解理和不具磁性与磁黄铁矿相区别
化学组成: PbS, 成分中常含Ag、Bi、Sb、Se等 结构特点: 等轴晶系；点群m3来自百度文库。空间群Fm3m；a0=5.93; Z=4。
NaCl型结构，硫离子按立方密堆积，铅离子充填于八面体空隙，阴 阳离子的配位数均为6。 晶体形态: 常呈立方体晶形，有时以八面体与立方体聚形出现。 物理性质: 铅灰色；条痕灰黑色；金属光泽。硬度2~3；解理平行 {100}完全；比重7.4~7.6。 鉴定特征: 铅灰色，金属光泽，立方体完全解理，比重大。
12
结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－黄铜矿
两种同质多象变体：低温四方晶系和高温等轴晶系变体。二者转变 温度是550℃；高温变体的阳离子呈无序分布，低温有序 化学组成: CuFeS2, 混入物有Mn、Sb、Ag、Zn、In、Bi等 结构特点: 四方晶系；点群42m, 空间群I42d; a0=5.24, c0=10.32；Z=4。 晶体结构类似闪锌矿，其单胞好似由两个闪锌矿晶胞叠加而成 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 鉴定特征: 黄铁矿相似，以其更黄的颜色和较低的硬度加以区别 13
6
结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－闪锌矿
闪锌矿的晶体结构
7
结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－辰砂
包括HgS三个同质多象变体：三方晶系的辰砂、等轴晶系的黑辰砂 以及六方晶系的六方辰砂。后两者在自然界分布稀少。 化学组成: HgS, 有时含Se、Sb、Cu、Te等 结构特点: 三方晶系, 点群32, 空间群P312, a0=4.14Å，c0=9.49Å； Z=3, 晶体结构属变形NaCl型结构 晶体形态: 双晶常见，常成以c轴为双晶轴的贯穿双晶(矛状双晶) 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 鉴定特征: 猩红色及红色条痕，比重大，硬度低
07 硫化物及其类似化合物矿物
概述 单硫化物及其类似化合物 双硫化物及其类似化合物 硫盐
复习思考题
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结晶学与矿物学
概述
硫化物及其类似化合物包括一系列金属元素与硫、硒、碲、砷 等相化合的化合物。矿物种数有350种左右，而其中硫化物就占 2/3以上，它们只占地壳总重量的0.15%。 化学成分 与硫组成化合物的最主要元素为铁、钴、镍、钼、铜、 铅、锌、银、汞、镉、铋、锑、砷等。 晶体化学特征 性质上的特点区别于标准离子晶格的晶体。这是 因为在硫化物及其类似化合物中原子间的键性复杂，不仅表现 共价键性，还显示一定的离子键性，甚至还有金属键性。 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。仅少数硫化物如雄南、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， 其摩斯硬度在2~4之间，双硫化物及其类似化合物，其硬度增高 至5~6.5左右，同时缺乏解理或解理不完全，面其它硫化物大多 具有明显解理性。这一类矿物的熔点低，比重一般在4以上。
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结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－磁黄铁矿
红砷镍矿型晶体结构
11
结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－镍黄铁矿
化学组成: 通常以(Fe, Ni)9S8表示其化学式，实际上∑Me:S=9:8的情 况不常见，一般均有不同程度的偏离, 除类质同象混入物Co外，还 发现Cu、Ag、Rh、Pd、Se、Te等
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结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－辰砂
c{0001}平行双面，m{10-10}六方柱，
r{10-11}、n{20-21}、i{20-25}菱面体，
x{42-63}三方偏方面体
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结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－磁黄铁矿
有 两 个 同 质 多 象 变 体 ： 在 320℃ 以 上 稳 定 的 为 高 温 六 方 晶 系 变 体 (6/mmm。P63/mmc；a0=3.43 Å ，c0=5.69Å；Z=2)和在320℃以下稳 定 的 为 低 温 单 斜 晶 系 变 体 (2/m 。 C2/c ； a0=6.86Å， b0=11.90Å， c0=12.85Å，β=118°；Z=32)。 化学组成: 一般用Fe1-xS表示, 混入物以Ni和Co为最常见 结构特点: 晶体结构属红镍矿NiAs 型结构 晶体形态:晶形呈六方板状、柱状或桶状，但很少见 物理性质:暗青铜黄色，条痕灰黑色；金属光泽; 硬度4，性脆；解理 平行{1010}不完全；比重4.6~4.7, 具磁性 鉴定特征: 暗青铜黄色，具磁性
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结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物
需要掌握的矿物:
• 方铅矿, 闪锌矿, 辰砂, 磁黄铁矿, 镍黄铁矿, 黄铜矿, 斑铜矿, 辉锑矿, 雄黄, 雌黄, 辉钼矿, 铜蓝
学习要点:
• 化学组成 • 结构特点 • 晶体形态 • 物理性质 • 鉴定特征
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结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－方铅矿
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结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－方铅矿
a{100}立方体，d{110}菱形十二面体
o{111}八面体，p{212}三角三八面体
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结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－闪锌矿
化学组成: ZnS, 成分中通常含有Fe等各种类质同象混入物 结构特点: 等轴晶系；点群43m。空间群F43m；a0=5.3985；Z=4。晶
体结构表现为: 硫离子成立方密堆积，锌离子充填于半数的四面体 空隙，阴阳离子的配位数均为4 晶体形态: 晶形常呈四面体，有时呈菱形十二面体，见以(111)为接 合面的双晶 物理性质: 当含铁量增多时，颜色由浅变深，从浅黄~黑色, 条痕白 色~褐色；光泽由树脂光泽至半金属光泽；从透明至半透明。硬度 3.5~4；解理平行{110}完全。比重3.9~4.1，随含Fe量的增加而降低 鉴定特征: 菱形十二面体完全解理、条痕、光泽以及经常与方铅矿 密切共生
结构特点: 等轴晶系；点群m3m; 空间群Fm3m；a0=10.17；Z=4 晶体形态: 通常成细小颗粒在磁黄铁矿、黄铜矿中柱状或桶状 物理性质: 古铜黄色；条痕绿黑色；金属光泽; 硬度3~4；性脆；八
面本{111}解理完全; 比重5; 不具磁性 鉴定特征: 完全的解理和不具磁性与磁黄铁矿相区别
化学组成: PbS, 成分中常含Ag、Bi、Sb、Se等 结构特点: 等轴晶系；点群m3来自百度文库。空间群Fm3m；a0=5.93; Z=4。
NaCl型结构，硫离子按立方密堆积，铅离子充填于八面体空隙，阴 阳离子的配位数均为6。 晶体形态: 常呈立方体晶形，有时以八面体与立方体聚形出现。 物理性质: 铅灰色；条痕灰黑色；金属光泽。硬度2~3；解理平行 {100}完全；比重7.4~7.6。 鉴定特征: 铅灰色，金属光泽，立方体完全解理，比重大。
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结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－黄铜矿
两种同质多象变体：低温四方晶系和高温等轴晶系变体。二者转变 温度是550℃；高温变体的阳离子呈无序分布，低温有序 化学组成: CuFeS2, 混入物有Mn、Sb、Ag、Zn、In、Bi等 结构特点: 四方晶系；点群42m, 空间群I42d; a0=5.24, c0=10.32；Z=4。 晶体结构类似闪锌矿，其单胞好似由两个闪锌矿晶胞叠加而成 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 鉴定特征: 黄铁矿相似，以其更黄的颜色和较低的硬度加以区别 13
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结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－闪锌矿
闪锌矿的晶体结构
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结晶学与矿物学
单硫化物及其类似化合物－－辰砂
包括HgS三个同质多象变体：三方晶系的辰砂、等轴晶系的黑辰砂 以及六方晶系的六方辰砂。后两者在自然界分布稀少。 化学组成: HgS, 有时含Se、Sb、Cu、Te等 结构特点: 三方晶系, 点群32, 空间群P312, a0=4.14Å，c0=9.49Å； Z=3, 晶体结构属变形NaCl型结构 晶体形态: 双晶常见，常成以c轴为双晶轴的贯穿双晶(矛状双晶) 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 鉴定特征: 猩红色及红色条痕，比重大，硬度低