第十九讲 第21-22章 卤化物、有机矿物

第二十一章卤化物矿物大类Halides第二十二章有机矿物及准矿物大类OrganicMineralsandOrganicMineraloids一.卤化物矿物大类（Halides）1.概念：卤素阴离子与金属阳离子结合而成的化合物，约100余种。2.化学成分：阴离子：F－、Cl－、Br－、I－，以F、Cl为主。少数有（OH）-。阳离子：主要是惰性气体型K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Al3+等，极少铜型Ag+、Cu2+、Pb2+、Hg2+。3.晶体化学1）结构型：卤化物矿物的主要结构型岛状钾氯铅矿K2[PbCl4]链状氯钙石CaCl2、氟镁石MgF2层状铁盐FeCl3、氟铈矿CeF3架状氟镁钠石Na[MgF3]配位型石盐族（石盐NaCl、钾盐KCl）、萤石CaF2、氟盐NaF、角银矿AgCl、氯铅矿PbCl2、铜盐CuCl、碘银矿AgI、卤砂NH4Cl、光卤石KMgCl3·6(H2O)2）化学键：★惰性气体型离子的卤化物具离子键；铜型离子的卤化物具共价键。★卤化物的键强与阴、阳离子半径有关：半径较小的F-与半径较小且电价较高的Ca2+、Mg2+之间的化学键较强；半径较大的Cl-、Br-、I-与半径较大且电价较低的K+、Na+之间的化学键较弱。3）对称程度：简单的AX型和AX2型卤化物为等轴晶系；成分较复杂的对称程度较低，如：冰晶石Na3AlF6为单斜晶系，光卤石KMgCl3·6H2O为斜方晶系。4.形态物性1）形态：由于本大类常见矿物多属氯化钠型或萤石型结构，对称程度高，故常呈三向等长型单晶体，集合体多为粒状或块状。少数矿物为皮壳状集合体，如角银矿。惰性气体型离子的卤化物：无色透明，玻璃光泽，相对密度小－中等，导电性差。铜型离子的卤化物：一般为浅色、透明度下降、金刚光泽、相对密度大、导电性增强，具延展性（如角银矿AgCl）。2）物理性质：5.成因产状氟化物矿物广泛形成于伟晶作用和热液作用中，前者如冰晶石Na3AlF6；后者如萤石。氯化物、溴化物和碘化物形成于外生作用。6.分类矿物类：氟化物、氯化物、溴化物和碘化物。矿物亚类：岛状、链状、层状、架状和配位型。自然界常见的卤化物多为配位型。等轴，立方体，八面体，粒状，颜色多样，玻璃光泽，解理{111}完全，H4，D3.2。萤石具{111}解理的原因？（相邻面网同号离子层）萤石型结构：钙离子分布于立方晶胞的角顶和面心，氟离子占据八个小立方格的所有中心，阴、阳离子的配位数分别为4和8。1.萤石Fluorite,CaF2萤石2.石盐等轴，立方体，圆粒、骸晶，无色，玻璃光泽，解理{100}完全，H2，D2.2，易溶，味咸。NaCl型结构石盐具{100}解理的原因？3.光卤石Carnallite,KMgCl3·6H2O斜方，粒状，无-白色，玻璃光泽，无解理，H2—3，D1.6，性脆，易潮解，味辛咸，具强萤光性。二.有机矿物及准矿物大类OrganicMineralsandOrganicMineraloids1.概念：在外生作用和埋藏变质作用过程中形成的天然有机晶质和非晶态固体。2.种类与分布：已知约40种，分布在地球的浅部分。有机酸盐矿物类、碳氢化合物矿物类、氧化的碳氢化合物矿物类有机准矿物类矿物类矿物种化学式晶系空间群英文名中文名有机酸盐类Humboldtine草酸铁矿Fe[C2O4]·2H2O单斜I2/aGlushinskite草酸镁石Mg[C2O4]·2H2O单斜C2/cMoolooite草酸铜石Cu[C2O4]·nH2O斜方PnnmStepanovite绿草酸钠石NaMgFe[C2O4]3·8-9H2O三方？Minguzzite草酸铁钾石K3Fe[C2O4]3·3H2O单斜P21/cWheatleyite草酸铜钠石Na2Cu[C2O4]2·2H2O三斜P1Zhemchuzhnikovite草酸铝钠石NaMg(Al,Fe)[C2O4]3·8H2O三方？Whewellite水草酸钙石Ca[C2O4]·H2O单斜P21/nWeddellite草酸钙石Ca[C2O4]·2H2O四方I4/mCaoxite碳氧钙石Ca[C2O4]·3H2O三斜P1Oxammite草酸铵石(NH4)2[C2O4]·H2O斜方P21212Natroxalate草酸钠石Na2[C2O4]单斜P2/cCoskrenite－（Ce）草酸硫铈矾(Ce,Nd,La)2(SO4)2[C2O4]·8H2O三斜P1或P1Acetamide醋胺石(NH2)[CH3CO]三方R3cCalclacite醋氯钙石Ca[CH3COO]Cl·5H2O单斜P21/aMellite蜜蜡石Al2C6[COO]6·16H2O四方I41/acdEarlandite水柠檬钙石Ca3[C6H5O7]2·4H2O单斜？Julienite硫氰钠钴石Na2Co[SCN]4·8H2O单斜P21/nKafehydrocyanite？K4Fe[CN]6·3H2O四方I41/a碳氢化合物类Fichtelite白脂晶石C19H34单斜P21Hartite晶蜡石C20H34三斜P1Dinite冰地蜡C20H36斜方P212121Idrialite绿地蜡C22H14斜方？Kratochvilite芴石C13H10斜方PnamKarpatite黄地蜡C24H12单斜P21/c或P21/nPhylloretine？C18H18斜方？Ravatite拉凡特石C14H10单斜P21Simonellite西烃石C19H24斜方PnnaEvenkite磷石蜡C24H50单斜P21/a氧化的碳氢化合物类Refikite海松酸石C20H32O2斜方P21212Flagstaffite柱晶松脂石C10H22O3斜方Fdd2Hoelite烟晶石C14H8O2单斜P21/aAbelsonite卟啉镍石NiC31H32N4三斜P1或P1Kladnoite酞酰亚胺石C6H4[CO]2NH单斜P21/nGuanine鸟嘌呤石C5H3[NH2]N4O单斜P21/cUrea尿素石CO[NH2]2四方P421mUricite尿环石C5H4N4O3单斜P21/a有机准矿物Amber琥珀C10H16O（C:H:O不定）————Pitch沥青————Coal煤————草酸铁矿的链状结构。[C2O4]配位（近）四边形与FeO4(H2O)2]配位八面体通过共用2个O沿b轴成链。小球代表C。ab[C2O4]cb草酸钙石晶体结构在（100）面的投影。[C2O4]配位（近）四边形与Ca的配位多面体通过共用2个O连接。黑点代表C。一碳氢化合物和氧化的碳氢化合物矿物类地蜡（NativeParaffin）【化学组成】CnH2n+2(n16)。地蜡是石蜡族高分子碳氢化合物的混合物，常含粘土和其他细粒矿物，有时还有石油的残余物。其主要组成元素的大致含量为：C84-88%；H13%-16%；S+O+N＞15%-20%。成分较纯的白色或淡黄白色地蜡，称为石蜡。含氧化物少、柔软并具弹性的地蜡，称为地沥青。有机准矿物类琥珀（Amber）【化学组成】C10H16O。C78.96%,H10.51%,O10.52%。其化学组成不十分固定。【形态】圆粒状、滴状和致密团块状。颗粒表面光滑。【物理性质】黄、棕、橙黄色，可带绿或白色调；白色条痕；树脂或油脂光泽；微透明至透明。硬度2-2.5；贝壳状断口；性脆。在阴极射线和紫外线照射下发玫瑰色、浅橙色或浅绿色萤光。加热至150℃时开始变软，250--400℃时熔融，燃烧时有香味。能溶于H2SO4和热HNO3中。【成因产状】系古代松柏树脂的石化产物。常包有生活在当时森林中的蚊、蝇等昆虫遗体。我国抚顺煤田富含琥珀。【主要用途】可制作名贵装饰品和音簧管接咀；提取琥珀酸C2H4（COOH）2制作香料；燃烧后的灰烬是黑色假漆的最佳原料；在医疗上常用作镇静剂。沥青(Pitch)【化学组成】是高分子碳氢化合物及其非金属衍生物的复杂混合物。【物理性质】黑、褐或黄褐色，有时为浅火红色；在反射光下呈与白钛石类似的白黄色或与赤铁矿相似的血红色或像褐铁矿一样的淡黄-赭色。溶液在紫外线照射下发淡蓝色、黄色、褐色及棕色萤光。易燃易熔，具强烈沥青臭味。【成因产状】是石油在自然蒸馏过程中挥发组份从其中逸散后未经氧化或氧化聚合而成的一种产物。碎屑岩的胶结物、油页岩和臭灰岩中也有沥青产出。【主要用途】作为建筑材料用于铺设公路、储油池衬里、油毛毡、木材防腐等；在电气工业上用以制造电器零件、电池箱及绝缘材料等；在化学工业上用作橡胶、涂料、油漆、印刷油墨和提炼其它化学产品的原料。煤（coal）1.泥炭（Peat）2.褐煤（Liqgit）3.烟煤（Bituminouscoal）4.无烟煤(Anthracitr)1.泥炭（Peat）【化学组成】C59%，H6%，O+N≈35%。常有泥、砂等混入物。【物理性质】褐、棕色；浅褐色条痕；无光泽；保存的植物茎透明；相对密度0.113-1.3。可用火柴点燃，发热量为4500卡/克。【成因产状】是沼泽植物和苔藓类死亡后，在缺氧环境中微生物成矿作用的产物。多见于第四纪的古沼泽和现代沼泽中。【主要用途】在燃料缺乏的地方，可充作燃料。燃烧后的灰烬可作农田肥料。2.褐煤（Liqgit）【化学组成】C69.7%,O24%,H5.5%,N1.5%,S+灰分=8%。【物理性质】淡褐、暗褐色，红到褐色条痕，薄片中呈淡红色；土状或树脂光泽；透明。硬度1-2；相对密度0.8-1.3。能在蜡烛火焰上点燃；发热量为6700卡/克。【成因产状】是泥炭在上覆静压力不断增大而逐渐失去其挥发分后形成的。【主要用途】主要作民用和电厂用燃料；若焦油产出率大于8%时，可制取煤气和煤焦油；某些褐煤可用来生产合成氨。3.烟煤（Bituminouscoal）【化学组成】C82%，H4.3%,(O+N)13.7%。【物理性质】灰黑、墨黑色，褐至黑色条痕；玻璃光泽，易污手。相对密度1.15-1.5；燃烧比褐煤困难，烧时起火焰，发热量为8400卡/克。【成因产状】为褐煤进一步变质炭化而成。【主要用途】根据各品种在灰份、硫、磷含量、变质程度和焦油产出率方面的差异，分别用于炼焦、发电、制取煤气或作动力和民用燃烧。4.无烟煤(Anthracitr)【化学组成】C95%，H2.2%,O2%,N0.8%。【物理性质】灰黑至墨黑色；黑色条痕；贝壳状或参差状断口；不污手。相对密度1.4-1.7。燃烧时无火焰，无臭味，不烧结成块，发热量为8100卡/克。【成因产状】呈层状或凸镜状产于寒武纪－新近纪的海相和陆相沉积建造中。【主要用途】根据发热量的不同，分别用来发电、制造煤气、氮肥、炼白口铁和作民用燃料等。矿物种类的几个数字1-自然元素矿物：50种，0.1%；2-硫化物及类似化合物：370种，0.1%；3-氧化物及氢氧化物：300种（氧化物200多种，氢氧化物80多种），17%（石英12.6%，铁的化合物3.7%）；4-含氧盐:硅酸盐600多种，85%；碳酸盐100种；硫酸盐180种；5-卤化物100种。