unde: η - numărul de unități structurale în formula minerală; Z este numărul de unități de formulare dintr-o celulă unitate și Vo este volumul său.
unde: M este greutatea moleculară a mineralei (g / mol); ρ este densitatea mineralelor (g / cm3); n este numărul de atomi din formula generală [1]
Contrar evaluării inițiale negative (Nakovnik, 1972, Dolivo-Dobrovolsky, 1973), considerăm că această caracterizare minerală este foarte valoroasă, iar capacitățile sale în descrierea și prezicerea proprietăților mineralelor vor fi demonstrate în secțiunea corespunzătoare.
Se pare clar că sensul fizic al parametrului h ar trebui să fie aceeași pentru grătare de diferite minerale, având același tip structural. Cu toate acestea, în realitate, acest lucru nu se observă, așa cum este ușor de văzut prin compararea parametrilor r | pentru un grup de cristale cu un tip grilaj de halit (NaCl) - galena (PbS) (Tabelul 1.1).
Parametrii η pentru cristale cu o latură NaCl-PbS
în care 1,66 - constantă care servește pentru a exprima densitatea în g / cm3, este egală cu unitatea de masă atomică (uam) 1,66 × 10 -24 g, împărțit la factorul de conversie centimetri cubi până la angstromi cubi (1 Å = 10-8 cm); n este numărul de atomi din formula minerală; d (M) este parametrul distanțelor interatomice.
În cazul mineralelor complexe, ca parametru d, este necesar să se folosească distanțele interatomice medii pentru structură. De exemplu, pentru forzitul Mg2 [6] Si [4] O4 [4]. în care dsr. (Mg-O6) = 2,12Å și dsr. (Si-O4) = 1,63 Å, medierea distanțelor interatomice, luând în considerare numerele de coordonare (CR) ale atomilor și cantitățile lor în formula minerală conduce la
Parametrii γ sunt determinați de numărul atomic de atomi (vezi figura 1.1 și tabelul 1.2).
Valorile coeficienților densității absolute și relative de ambalare a atomilor ca funcție a numerelor lor de coordonare (Povarennykh, 1963)
Valorile v. % caracterizează gradul de umplere a spațiului cu sfere egale (atomi). Parametrii y obținut prin împărțirea calculat (marcate cu asterisc) și interpolată (fig. 1.1), valoarea v cu suma v = 52,4%, corespunzând la QP = 6 pentru tipul structurii cristaline NaCl.
Cu toate acestea, se poate deduce o formulă riguroasă pentru estimarea g de date cristalochimice. O astfel de posibilitate este obținută prin compararea formulei (1.3) cu formula bine cunoscută a densității razei X:
Combinând aceste două formule, obținem:
Calcularea cu formula (1.5) pentru toate cristalele (tabelul 1.1) dă aceeași densitate structurală y = 1, care pare destul de naturală, deoarece vorbim despre același tip structural de cristale. Se observă că formula (1.5) diferă de formula propusă anterior (1.1) numai prin introducerea unui parametru suplimentar de distanțe interatomice d. care este, de fapt, îmbunătățește aceasta din urmă.
Tabelul 1.3 enumeră parametrii γ calculați din formula (1.5) pentru alte tipuri de structuri comune de minerale.
Parametrii densității structurale pentru unele tipuri structurale comune de minerale
Potrivit lui (Povarennykh, 1963) (a se vedea și tabelul 1.2), tranziția de la y la densitatea absolută de ambalare v este efectuată conform formulei:
unde 52.4 este gradul de umplere a spațiului, exprimat în%, prin contactarea egală a atomilor-bile într-o rețea de tip NaCl cu o coordonare octaedrică a atomilor. Din moment ce γ = v / 52.4 din formula (1.6), semnificația fizică a parametrului γ constă în gradul de ocupare de către atomi a spațiului pentru tipul structural în cauză cu privire la tipul structural de NaCl. În consecință, parametrul γ poate fi caracterizat ca densitatea structurală relativă a rețelei minerale.
Aproape de parametrul v. conform datelor lucrării (Nakovnik, 1972), este așa-numitul indice de ambalare (tabelul 1.4).
Compararea parametrilor relevanți ai densității absolute a ambalajelor și a indicilor de ambalare într-un număr de minerale
Astfel, densitatea structurală a cristalelor poate fi exprimată fie ca o relativă (γ) fie ca o densitate absolută (v) de umplere a atomilor.
Ca exemple din Tabelele 1.5 și 1.6 prezintă rezultatele evaluărilor și γ v prin formulele (1.5) și (1.6) pentru un număr de grupuri de minerale modificări polimorfe. Ca și în Tabelul 1.5 în cadrul fiecăreia dintre grupele de minerale (modificări) ale compoziție identică atomilor QP sunt identice, iar distanțele interatomice M-X destul de apropiate (tabelul 1966), diferența notabilă în densitățile modificărilor de compoziție identică a explicat diferența respectivă de ambalare densități (γ, v ), iar această dependență, desigur, este simbatică. Tabelele 1.6 și 1.7 are o creștere mai drastică r în funcție de γ creștere (v), care este asociat cu o creștere treptată a numărului de coordonare a cationilor prezenți și numărul de cristale compoziție MgSiO3 SiO2.
Densitatea structurală a unor modificări cristaline ale mineralelor în comparație cu densitatea lor
Creșterea parametrilor densității structurale și a densității în cristale în funcție de creșterea cationilor de cationi
Faza cristalină cu indicarea cationilor cationici și a tipului structural
Mg [6] Si [4] O3 (tip piroxen)
Mg [6] Si [6] O3 (tip ilmenit)
Mg [7,5] Si [4,5] O3 (tip granat)
Mg [8] Si [6] O3 (tip perovskit)
Densitățile structurale, gravitaționale și energetice ale unor modificări ale SiO2 în comparație cu duritatea
SiO2 tipul de pirită
Fluorit de tip SiO2
Tipul de kotunit de SiO2
17 GPa 22,5 GPa 23 GPa
Cu toate acestea, pare destul de probabil ca parametrii densității structurale a grătarelor cristaline ale mineralelor să poată fi utilizați ca criterii pentru adâncimea formării mineralelor. Unele date relevante cu privire la această problemă sunt prezentate în Tabelul 1.8, unde mineralele tipice hipogene (profunde) și hipergenice (suprafață) diferă foarte clar în parametrul γ: valoarea medie a lui γ pentru prima este aproape de 0,9, pentru a doua, este de 0,45.
Astfel, parametrii medii ai mineralelor adânci și de suprafață tipice diferă aproape dublu, iar densitățile medii corespunzătoare (ρ) sunt de 1,3 ori. Aceasta înseamnă că parametrul γ este mai sensibil și deci mai informativ ca un criteriu al adâncimii formării minerale în comparație cu parametrul ρ. După cum este bine cunoscut, o piatră adâncă tipic - kimberlit este compus din olivina, flogopit, pyrope, zircon, diopside (crom diopside), ilmenit, perovskit și apatit. Toate aceste minerale sunt caracterizate de parametrii g destul de mari (Tabelul 1.8).
Comparația densităților structurale și gravitaționale pentru un număr de minerale adânci și de suprafață
După cum reiese din Tabelul 1.9, seria de adâncimi ale mineralelor conform IV Matyasha ca întreg este confirmată și justificată suplimentar folosind parametrii corespunzători γ. O atenție deosebită merită o corelare foarte strânsă inversă a adâncimii mineralelor cu valorile energiei lor masive specifice de atomizare, conform lui E. Mamyrov (Mamyrov, 1989).
De asemenea, oferim o serie de alte exemple de aplicare a parametrilor γ. Potrivit lui Smolyaninov (1955), fluoritul este ușor și, uneori, în cantități mari, înlocuiește calciul, care poate fi legat de creșterea lui γ în acest proces:
În mod similar, se explică ușurința înlocuirii galenei cu anglesitul:
PbS (y = 1,0) → PbS04 (y = 1,22).
Se poate afirma că în zona de oxidare multe procese de substituție ale unor minerale de către alții sunt însoțite de condensarea grilelor cristaline de minerale nou formate, care este asociată cu o creștere a parametrilor γ. Rezistența crescută a malachitului în comparație cu azuratul poate servi drept exemplu:
Cupru sulfurat, de exemplu calcopirita CuFeS2 (γ = 0,65), în zona de oxidare se înlocuiește CuS covalita (γ = 0,69), cuprita Cu2 O
(y = 0,49), cupru nativ Cu (γ = 1,42), Goethite FeOOH (γ = 0,76). După cum se poate observa, parametrii γ ai acestor produse de substituție ale chalcopyritei cresc apreciabil în raport cu valoarea inițială a lui γ.
Ca concluzii cu privire la această listă se poate concluziona că parametrii cu structură cristalină y minerale densitate corelate în mod specific cu condiții (adâncimea) de minerale, și poate servi ca substituție indicatori (indicatori) orientarea procesează alte minerale.
[1] Mai exact, n este numărul de noduri structurale independente ale rețelei cristaline, incluzând atomii, ionii și radicalii (ioni complexi).
Articole similare
-
Bazele fizicii solide, un manual (conține un rezumat al cursurilor și parte practică),
-
Măsurarea - temperatură - solidă - enciclopedie mare de petrol și gaz, articol, pagina 1
Trimiteți-le prietenilor: