1. Химический состав, свойства и формулы минералов.

Как наука минералогическая химия сформировалась в самом начале 19 в. Ее становление теснейшим образом связано с тремя научными событиями: 1) установлением Ж. Л. Прустом закона постоянства составов; 2) разработкой Дж. Дальтоном атомной теории строения вещества; 3) развитием точных методов количественного химического анализа.

В основе химии минералов лежит знание об их составе, поэтому рассмотрим возможности и ограничения химических методов исследования.

Количественный химический анализ нужен для того, чтобы определить присутствующие в нем элементы и их количественные соотношения. должны быть определены все присутствующие в нем элементы. Точность определения зависит от метода и профессионального уровня аналитика.

Интерпретация результатов. для минерала характерен определенный химический состав. Этот состав можно выразить формулой, которая отражает как качественный состав элементов, так и их количественные соотношения в минерале. Например, химический состав галита выражается формулой NaCl, которая означает, что в нем содержатся равные количества ионов натрия и хлора. Состав другого минерала – брусита выражается формулой Mg(OH)₂; таким образом, он представляет соединение, в котором на один ион магния приходится два иона гидроксила.

Формулы могут быть простыми и сложными в зависимости от числа присутствующих элементов и количественных соотношений, в которых эти элементы комбинируются в минерале. Основными данными для написания правильной формулы минерала служат результаты его химических анализов. Однако в ряде случаев этого недостаточно. Химический анализ указывает лишь на присутствие того или иного элемента и его содержание, но не дает сведений о связи элементов между собой в структуре минерала.

2. Сернистые соединения и их аналоги

К этому типу относится около 500 минеральных видов, главным образом сернистых соединений металлов и полуметаллов, таких как дисульфид двухвалентного железа – пирит FeS₂, сульфид железа и меди – халькопирит CuFeS₂, сульфид цинка – сфалерит ZnS и более сложные соединения. С позиции общей химии их можно разбить на три класса: 1) простые сульфиды, как бы соли сероводородной кислоты (сфалерит киноварь); 2) соли сульфокислот; 3) полисернистые соединения.

Сернистые соединения и их аналоги имеют большое промышленное значение. Они являются главной рудой на медь, цинк, свинец, ртуть, висмут, кобальт, никель и другие цветные металлы.

Кристаллохимические особенности

Координационная структура (например, галенит – PbS) подобна структуре галита NaCl, где позиции натрия заняты свинцом, а хлора – серой.

Островная структура характерна для персульфидов и их аналогов – кобальтина, марказита, арсенопирита, пирита. Структура пирита является, как и у галенита, аналогом структуры галита, но в пирите атомы серы не одиночные, а сдвоенные. Они объединены ковалентными связями в комплекс (S₂)^2-

Ленточные структуры типичны для антимонита Sb₂S₃ и висмутина Bi₂S₃. В антимоните каждая лента бесконечна и имеет состав (Sb₂S₃)⁰, в минерале они ориентированы параллельно друг другу и соединены остаточными (вандерваальсовыми) связями.

Примером слоистых структур является структура молибденита..

Структура с комплексными анионами характерна для сульфосолей. Комплексными анионами являются кислотные радикалы, занимающие в структуре несколько обособленные позиции. Такими комплексными анионами могут быть (SbS₃), (AsS₃), (AsS₄), (SbS₄).

Билет № 8