Химическая связь в минералах. Её природа, типы и отражение в физических свойствах минералов.
Химическая связь- сила, которая возникает между структурными элементами кристаллической решётки и удерживает её в стабильном состоянии.
Химическая связь имеет электростатическую природу, т. к. под химической связью понимают электрические силы притяжения, удерживающие частицы друг около друга (частицами могут быть атомы, молекулы или ионы).
Типы химической связи:
Ионная связь- наиболее распространенный вид химической связи, обеспечивающийся взаимным электростатическим притяжением противоположно заряженных ионов.
Ненаправленная и ненасыщаемая. Сила ионной связи определяется величиной заряда и размером ионного радиуса. Чем больше заряд и меньше ионный радиус, тем сильнее силы ионной связи.
Большинство минералов с ионной связью довольно светло окрашены, прозрачные или полупрозрачные и имеют большую твёрдость.
Ковалентная связь – связь, которая осуществляется посредством образования общей электронной пары между атомами, отдающими по одному электрону на образование этой пары.
Направленная и насыщаемая. Прочная.
В КС могут участвовать одинаковые и различные атомы, поэтому:
К
С
Неполярная (однотипные атомы, общая электронная пара, находящаяся симметрично между двумя атомами)
Полярная (участвуют атомы разных элементов; электронная пара может смещаться в сторону одного атома молекула становится ассиметрична)
Металлическая (характерна для минералов, относящихся к самородным; участвуют атомы расположенные в узлах кристаллической решетки).
Особенности: внешние валентные электроны отделяются и свободные перемещаются между узлами кристаллической сетки, обеспечивая химическую связь. Физические свойства минералов с металлической связью: ковкость, низкая твердость, высокая плотность, сильный блеск, электро- и теплопроводность.
Ван-дер-Ваальсовская связь- самая слабая химическая связь, возникающая между нейтральными частицами благодаря их строению и возникновению дипольности.
Понятие координационного числа. Координационные полиэдры.
Координационное число- число ближайших равноудалённых атомов или ионов в кристаллической решётке минерала. Координационное число отражает плотность упаковки структурных единиц.
Чаще всего принимаю значения 3, 4, 6, 8, 12.
Координационные полиэдры- термин, характеризующий геометрию расположения атомов вокруг центрального атома. Координационный полиэдр – многогранник, в вершине которого расположены атомы.
Явление полиморфизма в минералогии. Скорость и температура полиморфного перехода. Свойства полиморфных модификаций.
Полиморфизм- способность одного и того же минерала кристаллизоваться в разные структуры модификации.
Природные соединения одинакового состава, но разной структуры относятся к разным минералам. Такие минералы получили название полиморфных модификаций, а само явление, при котором одно и то же химические соединение может находиться в разных структурных формах, имея разную кристаллическую решетку, названо полиморфизмом.
Полиморфные модификации отличаются либо сингонией, либо симметрией, типами химических свойств, характером химической связи, координационным числом катионов, степенью упорядочения ионов.
Полиморфные модификации образуются при изменении температуры. Каждая полиморфная модификация образуется в своей области температур и давления. В этой области модификация может находиться сколь угодно долго, оставаясь стабильной.
Та температура, при которой происходит полиморфный переход одной модификации в другую, получила название температуры полиморфного перехода.
Скорость полиморфного перехода зависит от сложности перестройки структуры, которая в свою очередь определяется прочностью химической связи.
Два варианта полиморфного перехода:
Монотропный- полиморфный переход осуществляется в одну сторону.
Энантиотропный- переход может проходить в обе стороны.