41. Структурний контроль розподілу елементів в твердих тілах.

Для різного типу зєднань будуть характерні різні структури. Найбільш чітко це явище проявляється у силікатах - найпоширеніших породах.

Структури визначаються переважно типом з’єднання кременекисневих тетраедрів. Відмінності в ступенях зв’язку формують різні структурні типи:

• з ізольованими кременекисневими тетраедрами (олівін, в якому іони магнію та заліза розташовані таким чином, що відбувається локальна нейтралізація негативного заряду окремої групи SiO₄);

• з ланцюжками тетраедрів (піроксени та амфіболи);

• з шарами тетраедрів (слюди);

• з каркасами тетраедрів, де групи (Si, Al)O₄ з’єднані між собою шляхом усуспільнення атомів кисню у всіх напрямках (плагіоклази і калієві польові шпати).

У більшості природних силікатів зв’язок між киснем тетраедрів та елементами поза тетраедрами переважно іонний

В окислах, сульфідах, самородних металах, карбонатах і силікатах спостерігаються відмінності характеру хімічного зв’язку елементів.

В ортопіроксені ланцюжки складаються з кременекисневих тетраедрів, з’єднаних шляхом узагальнення двох киснів у всіх суміжних тетраедрах. Між собою ланцюжки з’єднані стрічками катіонів, які займають позиції двох типів. В першій - катіон оточений шістьма атомами кисню, кожен з яких пов’язаний з одним атомом кремнію (октаедрична симетрія). В другій з шести атомів кисню чотири пов’язані з одним атомом кремнію, а два інших - є містковими, спільними для двох атомів кремнію, що порушує симетрію. Викривлення і більший розмір позиції першої порівняно з позицією другою призводить до відмінності енергій зв’язку в цих позиціях, а значить і контролює перерозподіл катіонів між ортопіроксенами та іншими фазами. Явище невипадкового розподілу катіонів по наявним позиціям (катіон займає ту позицію, при якій зростає хімічна стабільність) називається явищем катіонного впорядкування. Ступінь катіонного впорядкування залежить від температури.

Ступінь захоплення кристалізуючимся мінералом будь-якого елементу можна виразити за допомогою коефіцієнта розподілу (k). Залежність коефіцієнту розподілу та іонним радіусом та зарядом зображено на діаграмах: МАЛЮНОК.

42. Використання закону діючих мас в геохімії.

При підвищені концентрації в системі то чи іншого компонента він прагне перейти в іншу фазу. Хімічні реакції протікають в напрямку зниження вмісту надлишкового компонента. Якщо в системі має місце привніс кислоти, то відбуваються реакції направлені в сторону нейтралізації:

KAlSi3O8 + HF = Al2F2SiO4

Зміна рівноваги системи при підвищенні концентрації відбувається за законом діючих мас: швидкість хімічної реакції пропорційна похідній концентрацій реагуючих речовин. Якщо речовини беруть участь в обмінних реакціях, то значення константи рівноваги К =

К – характерна величина для кожної хімічної реакції, яка не залежить від концентрації і пов’язана з температурою. Залежність Вант-Гофа:

ln K₁ – ln K₂ = Q/R(1/T₁ - 1/T₂). Q – теплота реакії, R – газова стала.

Залежність між змінами ізобарно-ізотермічного потенціалу і константою рівноваги К можна виразити як: ∆G = RT LnK. З відси випливає, що температура завжди зміщує реакцію в сторону ендотермічного процесу.