赤铁矿的晶体化学特征

2、矿物表面的零电点及带电性M——O矿物表面有：Mn+Al——OAl3++O2-（定位离子）Si——OSi4+Mn+吸引溶液中的配横离子如氢氧根离子，产生M(OH)mn-m例如：铁铝石榴石Fe3Al2[SiO4]3解离面存在Al3+、Fe2+很少有Si4+，矿物表面对溶液中带电离子（H+、OH-等）不等量吸附，使矿物表面带过剩的电荷。实例二、赤铁矿的晶体化学特征化学组成：Fe占69.94%、O占30.06%；化学式：Fe2O3，常含有Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg等类质同相混入物，有时也含有SiO2、Al2O3。结点上粒子：Fe3+、O2-；由于O2-变形性小，不用考虑离子极化现象。粒子间作用力：离子键；晶体结构：晶格中结点上大的粒子阴离子O2-（晶体半径1.4Å，离子体积11.5Å3）做六方或立方最紧密堆积晶体半径较小的Fe3+（晶体半径0.64Å，离子体积1.09Å3）填充2/3的四面体或八面体空隙第一层第二层12121212………123123123123………第三层六方最紧密堆积单位晶胞立方最紧密堆积单位晶胞四面体空隙八面体空隙Fe3+-O2-阴阳离子间的静电引力计算F=K·Z+Z-e2/(Rc+Ra)（单位：库伦）式中—F阴离子与阳离子之间的静电引力，（C库伦）；Z+Z-阴阳离子的电价，ZFe3+=3；ZO2-=2；e电子的电量，1.6×10–19（C）；Rc阳离子半径，Rc(Fe3+)=0.067nm=6.7×10-11m；Ra阴离子半径，Ra(O2-)=0.132nm=1.32×10-10m；K常数，9×109N·m2/C2；求得：FFe-O=6.947×10-18Cφ=100{1-exp[-(XFe-XO)2/4]}式中——φ化合物中离子键的百分数;XFe铁原子的电负性，1.8；XO氧原子的电负性，3.5。求得φ=51.4%Fe3+—O2-键离子键百分数的计算σ=(KWkWa/CN·d2)·β式中—σ阴阳离子的键合强度;K键合强度系数,大小取决于共价程度;Wk正离子电价，+3;Wa负离子电价，-2;CN正离子配位数=6，R+/R-=0.67/1.32=0.507;dFe3+-O2-离子间距，1.99nm;β键合弱化系数,β=0.7～1.0。相对键合强度越大,键越牢固,矿物解理时键就越难断裂。Fe3+-O2-键的相对键合强度计算Fe3+-O2-平均键价的计算S=(R/R0)–N式中—S键价；R键长=R++R-=0.67+1.32=1.99nm；R0为S=1时的R值，也称为单价键长；N为大于1的数值，N越大，S随R的变化就越敏感；R0、N是与原子种类、价态有关的经验常数，查表求得；R0（Fe3+）=1.78；N（Fe3+）=5.7故S=0.529每个原子所连各键的键价之和等于该原子的原子价。F=Z/CN·rc2式中—F键力;Z成键电子与核分开后,原子核的电价数;CN离子配位数;rc离子共价半径,其中rcX=[d-(r0X+r0M)]/2+r0XrcM=[d-(r0X+r0M)]/2+r0Md离子间距;r0鲍林离子半径,r0O=0.132Å,r0Fe=0.067Å;离子键极性计算公式λ=(FO-FFe)/(FO+FFe)式中—FO氧离子的键力;FFe铁离子的键力;λ键力的比值,λ越大,表示键的极性越大,所占的离子键成分越大。Fe3+-O2-离子键极性的计算赤铁矿的红外光谱478.80565.901042.861117.511457.601635.943435.940.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.0%Transmittance1000200030004000Wavenumbers(cm-1)赤铁矿的zeta电位曲线45678910-16-12-8-4048表面电位pH值石英的zeta电位曲线如何描述一种矿物的晶体化学特性通过试验结果及检测手段、理论分析得到以下矿物的晶体化学特性1.结点上粒子的化学组成（化学式）；2.粒子的化学特征（大小、半径、电负性、极化性质）；3.粒子间作用力（键类型、键参数描述）；4.晶胞或晶格构型（不同粒子配位数、晶体结构、晶胞参数等）；5.矿物表面活性位点及其化学性质（氧化还原性、溶液化学性质、热稳定性等）；6.检测手段：ICP、XFS、TEM、SEM、EDS、XRD、XPS、AMF、IR、TGA、pH-动电位测定、氧化还原电位测定等。