非金属矿物学矿物的分析测试方法优秀课件
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实验式的优点是形式简洁，在配平化学反应方程式时经常 使用，缺点是不能反应矿物组分之间的关系及构造特点。
构造式亦名结构式，它不仅能表示出实验式所包含的内 容，还能反映出离子或原子在晶体结构中的相互关系。
构造式的书写方法如下: 1、阳离子写在前，在复盐中的阳离子按碱性的强弱顺 序排列。 2、阴离子写在阳离子的后面，络阴离子要用方括号[ ] 括起来。 3、附加阴离子通常写在主要阴离子或络阴离子后面。 4、含水化合物中的水分子写在化学式的最后面，并用 圆点﹒把它与矿物中的其他组分分开。当含水量不定时，通 常用nH2O或aq(aqua—含水的缩写)表示。 5、互为类质同象代替的离子用括号( )括起来，他们中 间以逗号，分开，含量较多的一般写在前面。
因此利用中子衍射可以对X射线衍射和电子衍射 难以 分析的结构，如碳、氢等轻元素化合物进行定位分析、同 位素分析、磁结构研究，以及高温、低温和高压条件下装 置于厚容器的样品结构研究。
3. 矿物形貌分析方法
矿物的形态包括矿物单体、连生体及聚合体的形态。
矿物可以分为晶质矿物和非晶质矿物。 晶质矿物：凡是组成矿物的质点按照一定规则重复排 列而成的固体。 非晶质矿物：质点呈现不规则排列的矿物。
电子衍射法
电子衍射法与X射线衍射法一样，电子衍射法的几何原 理都遵循布拉格公式，不同的是它忽略了衍射波与入射波 之间，以及衍射波之间的相互作用。
按电子散射方式又分透射式（用于研究厚度小于 0.2微 米的薄膜结构）和反射式（背散射，用于研究大块试样的 表面结构）电子衍射。
由于电子束波长为0.5埃，在相同电压下，电子易被空 气吸收，穿透样品能力较低。因此电子衍射除了研究晶体 结构外，在研究结晶程度差及小于50埃微细矿物，尤其在 研究矿物表面结构方面优于X 射线衍射。
2. 矿物结构分析技术
矿物结构分析是一种利用晶体对高能量电磁辐射的衍 射效应来研究矿物晶体结构(如晶体的晶胞参数、空间群 、各原子在晶胞中位置等)的技术。
利用射线研究矿物结构的方法，按入射源和激发过程 的不同，可分为X射线衍射法、电子衍射法和中子衍射 法等。
X射线衍射法
X射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射，对物质 进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。
注意事项：取样适量、缓慢加入沉淀剂、沉淀多次 洗涤、烘干或灼烧方法适当等。
滴定法（即容量法）：滴定是一种化学实验操作，它通 过两种溶液的定量反应来确定某种溶质的含量。
根据反应类型的不同，滴定分为以下种类： 酸碱中和滴定（利用中和反应） 氧化还原滴定（利用氧化还原反应） 沉淀滴定（利用生成沉淀的反应） 络合滴定（利用络合反应）
重量法和容量法是经典的分析方法，适用于测定 常量组分；比色法由于应用了分离、富集技术及高 灵敏显色剂，可用于部分微量元素的测定。
化学分析的特点是精度高，但周期长，样品用 量大。
发射光谱、原子吸收光谱、X射线荧光光谱、原 子荧光光谱、极谱分析等分析方法的特点是灵敏、 快速、检测下限低，可测定样品中微量元素组分， 且样品用量少。
非金属矿物学矿物的分析测试方法
本章的主要内容
化学成分分析方法 结构分析方法 形貌分析方法 物性分析方法
1.化学成分分析方法
常用的化学成分分析方法包括重量法、容量法和比 色法。
重量法：采用不同方法分离出供试品中的被测成分 ，称取重量，以计算其含量。
按分离方法不同，重量分析分为沉淀重量法、挥发 重量法和提取重量法。
中子衍射法
中子衍射法中子波长为1-2埃，与X射线同一数量级， 通过晶体发生布拉格衍射原理也与X射线衍射原理相似。
但与X射线和电子束不同的是中子与晶体作用时，同 原子序数Z无关；中子具有磁距，能与原子磁距作用产生 中子所特有的磁衍射；而且中子衍射还能够区别同一元素 中不同的同位素；中子的穿透力强。
将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射 线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散 射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶 结构相对应的特有的衍射现象。
衍射X射线满足布拉格方程：2dsinθ=nλ
式中：λ是X射线的波长；θ是衍射角；d是结晶面间隔；n 是整数。将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对 照，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。从衍 射X射线强度的比较，可进行定量分析。
矿物的化学式
矿物化学式的表示方法有:实验式和构造式。
实验式仅表示矿物中组成元素种类及其原子数之比，它 有两种表示方法。
用元素的形式表示 PbS(方铅矿)、BaSO4(重晶石)、Be3Al2Si6O18(绿柱石) 用元素的简单氧化物组合形式表示 绿柱石3BeO﹒Al2O3﹒6SiO2 、正长石K2O﹒Al2O3﹒6SiO2
矿物的晶形按形态可分为两大类型——单形和聚形。 单形是指矿物晶体由一种同形等大的晶面所组成。 聚形是由两种以上的单体组成的晶体。聚形特点是在 一个晶体上具有大小不等且形状不同的晶面。
人工滴定法：根据指示剂的颜色变化指示滴定终点； 自动电位滴定法：通过电位的变化，由仪器自动判断终点。
源自文库
比色法：通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定 待测组分含量的方法。
比色分析对显色反应的基本要求是：反应应具有较高的 灵敏度和选择性，反应生成的有色化合物的组成恒定且较 稳定，它和显色剂的颜色差别较大。
目视比色法：用不同量的待测物标准溶液在相同的一组 比色管中配成颜色逐渐递变的标准色阶。试样溶液在相同 条件下显色，目视找出色泽最相近的那一份标准，由其中 所含标准溶液的量，计算确定试样中待测组分的含量。
光电比色法：在光电比色计上测量一系列标准溶液的吸 光度，将吸光度对浓度作图，绘制工作曲线，然后根据待 测组分溶液的吸光度在工作曲线上查得其浓度或含量。
化学式的计算
（1）将化学全分析结果修正后，用各组分质量分数 除以该组分的相对分子量，求出各组分的分子数；
（2）分别统计每个组分的阳离子和阴离子原子数； （3）阴离子数总和除以理论通式中的阴离子数，求 出公约数； （4）用各组分阳离子原子数除以公约数，其商数即 为各组分阳离子原子系数； （5）参照通式并分析类质同象代替关系，写出矿物 的化学式。
构造式亦名结构式，它不仅能表示出实验式所包含的内 容，还能反映出离子或原子在晶体结构中的相互关系。
构造式的书写方法如下: 1、阳离子写在前，在复盐中的阳离子按碱性的强弱顺 序排列。 2、阴离子写在阳离子的后面，络阴离子要用方括号[ ] 括起来。 3、附加阴离子通常写在主要阴离子或络阴离子后面。 4、含水化合物中的水分子写在化学式的最后面，并用 圆点﹒把它与矿物中的其他组分分开。当含水量不定时，通 常用nH2O或aq(aqua—含水的缩写)表示。 5、互为类质同象代替的离子用括号( )括起来，他们中 间以逗号，分开，含量较多的一般写在前面。
因此利用中子衍射可以对X射线衍射和电子衍射 难以 分析的结构，如碳、氢等轻元素化合物进行定位分析、同 位素分析、磁结构研究，以及高温、低温和高压条件下装 置于厚容器的样品结构研究。
3. 矿物形貌分析方法
矿物的形态包括矿物单体、连生体及聚合体的形态。
矿物可以分为晶质矿物和非晶质矿物。 晶质矿物：凡是组成矿物的质点按照一定规则重复排 列而成的固体。 非晶质矿物：质点呈现不规则排列的矿物。
电子衍射法
电子衍射法与X射线衍射法一样，电子衍射法的几何原 理都遵循布拉格公式，不同的是它忽略了衍射波与入射波 之间，以及衍射波之间的相互作用。
按电子散射方式又分透射式（用于研究厚度小于 0.2微 米的薄膜结构）和反射式（背散射，用于研究大块试样的 表面结构）电子衍射。
由于电子束波长为0.5埃，在相同电压下，电子易被空 气吸收，穿透样品能力较低。因此电子衍射除了研究晶体 结构外，在研究结晶程度差及小于50埃微细矿物，尤其在 研究矿物表面结构方面优于X 射线衍射。
2. 矿物结构分析技术
矿物结构分析是一种利用晶体对高能量电磁辐射的衍 射效应来研究矿物晶体结构(如晶体的晶胞参数、空间群 、各原子在晶胞中位置等)的技术。
利用射线研究矿物结构的方法，按入射源和激发过程 的不同，可分为X射线衍射法、电子衍射法和中子衍射 法等。
X射线衍射法
X射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射，对物质 进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。
注意事项：取样适量、缓慢加入沉淀剂、沉淀多次 洗涤、烘干或灼烧方法适当等。
滴定法（即容量法）：滴定是一种化学实验操作，它通 过两种溶液的定量反应来确定某种溶质的含量。
根据反应类型的不同，滴定分为以下种类： 酸碱中和滴定（利用中和反应） 氧化还原滴定（利用氧化还原反应） 沉淀滴定（利用生成沉淀的反应） 络合滴定（利用络合反应）
重量法和容量法是经典的分析方法，适用于测定 常量组分；比色法由于应用了分离、富集技术及高 灵敏显色剂，可用于部分微量元素的测定。
化学分析的特点是精度高，但周期长，样品用 量大。
发射光谱、原子吸收光谱、X射线荧光光谱、原 子荧光光谱、极谱分析等分析方法的特点是灵敏、 快速、检测下限低，可测定样品中微量元素组分， 且样品用量少。
非金属矿物学矿物的分析测试方法
本章的主要内容
化学成分分析方法 结构分析方法 形貌分析方法 物性分析方法
1.化学成分分析方法
常用的化学成分分析方法包括重量法、容量法和比 色法。
重量法：采用不同方法分离出供试品中的被测成分 ，称取重量，以计算其含量。
按分离方法不同，重量分析分为沉淀重量法、挥发 重量法和提取重量法。
中子衍射法
中子衍射法中子波长为1-2埃，与X射线同一数量级， 通过晶体发生布拉格衍射原理也与X射线衍射原理相似。
但与X射线和电子束不同的是中子与晶体作用时，同 原子序数Z无关；中子具有磁距，能与原子磁距作用产生 中子所特有的磁衍射；而且中子衍射还能够区别同一元素 中不同的同位素；中子的穿透力强。
将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射 线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散 射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶 结构相对应的特有的衍射现象。
衍射X射线满足布拉格方程：2dsinθ=nλ
式中：λ是X射线的波长；θ是衍射角；d是结晶面间隔；n 是整数。将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对 照，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。从衍 射X射线强度的比较，可进行定量分析。
矿物的化学式
矿物化学式的表示方法有:实验式和构造式。
实验式仅表示矿物中组成元素种类及其原子数之比，它 有两种表示方法。
用元素的形式表示 PbS(方铅矿)、BaSO4(重晶石)、Be3Al2Si6O18(绿柱石) 用元素的简单氧化物组合形式表示 绿柱石3BeO﹒Al2O3﹒6SiO2 、正长石K2O﹒Al2O3﹒6SiO2
矿物的晶形按形态可分为两大类型——单形和聚形。 单形是指矿物晶体由一种同形等大的晶面所组成。 聚形是由两种以上的单体组成的晶体。聚形特点是在 一个晶体上具有大小不等且形状不同的晶面。
人工滴定法：根据指示剂的颜色变化指示滴定终点； 自动电位滴定法：通过电位的变化，由仪器自动判断终点。
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比色法：通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定 待测组分含量的方法。
比色分析对显色反应的基本要求是：反应应具有较高的 灵敏度和选择性，反应生成的有色化合物的组成恒定且较 稳定，它和显色剂的颜色差别较大。
目视比色法：用不同量的待测物标准溶液在相同的一组 比色管中配成颜色逐渐递变的标准色阶。试样溶液在相同 条件下显色，目视找出色泽最相近的那一份标准，由其中 所含标准溶液的量，计算确定试样中待测组分的含量。
光电比色法：在光电比色计上测量一系列标准溶液的吸 光度，将吸光度对浓度作图，绘制工作曲线，然后根据待 测组分溶液的吸光度在工作曲线上查得其浓度或含量。
化学式的计算
（1）将化学全分析结果修正后，用各组分质量分数 除以该组分的相对分子量，求出各组分的分子数；
（2）分别统计每个组分的阳离子和阴离子原子数； （3）阴离子数总和除以理论通式中的阴离子数，求 出公约数； （4）用各组分阳离子原子数除以公约数，其商数即 为各组分阳离子原子系数； （5）参照通式并分析类质同象代替关系，写出矿物 的化学式。