7 Билет.

Типы химической связи в минералах. Координационное число. Атомные и ионные радиусы.

Металлическая связь характерна для элементов первых групп Периодической системы и интерметаллидов. Их атомы, как известно, имеют крупные размеры, а внешние электроны слабо связаны с ядром.

Ковалентная (гомеополярная) связь осуществляется за счет обобществления электронов на внешних валентных орбиталях двух соседних атомов, таким образом, что оба они приобретают стабильную конфигурацию благородного газа. Ковалентная связь строго направленная, насыщаемая и очень прочная.

Ионная (гетерополярная) связь реализуется между атомами различного сорта за счет электростатического взаимодействия положительно заряженных катионов и отрицательно заряженных анионов, при этом валентные электроны переходят от металла к аниону.

Ван-дер-ваальсова (остаточная) связь соединяет нейтральные молекулы или структурные единицы с помощью малых остаточных зарядов на их поверхности, образующихся за счет мгновенных дипольных моментов "ядро-электрон", между которыми начинают действовать силы притяжения.

В кристаллохимии координационное число — характеристика, которая определяет число ближайших равноудаленных одинаковых частиц (ионов или атомов) в кристаллической решётке. Прямые линии, соединяющие центры ближайших атомов или ионов в кристалле, образуюткоординационный многогранник, в центре которого находится данный атом.

Атомный радиус — это радиус сферы, внутри которой заключено ядро атома и 95% плотности всего электронного облака, окружающего ядро.

Радиусы ионов отличаются от атомных радиусов соответствующих элементов. Потеря атомами электронов приводит к уменьшению их эффективных размеров, а пpисоединение избыточных электронов — к увеличению. Поэтому радиус положительно заряженного иона (катиона) всегда меньше, а радиус отрицательно заряженного иона (аниона) всегда больше радиуса соответствующего электронейтрального атома.

8 Билет. Изоморфизм: определение. Факторы, способствующие протеканию изоморфизма. Типы изоморфизма по валентности, количеству замещаемых элементов, по совершенству.

Изоморфизм - изменение химического состава минерала при сохранении его кристаллической структуры. Вариации состава являются в данном случае результатом замещения в структуре минерала одного иона или ионной группировки на другой ион или группу ионов. Замечено, что, чем более сложным со­ставом и структурой характеризуется минерал, тем более широко проявляется в нем изо­морфизм, хотя из этого правила есть довольно много исключений.

Факторы

Чем выше температура, тем больше степень теплового беспорядка и тем менее строги пространственные ограничения структуры

Давление..

По валентности

Изовалентный - замещающие друг друга атомы имеют одинаковую валентность. В качестве примера таких замещений можно привести замещение Мg⁺² на Fe⁺² в оливине, когда существуют все промежуточные составы минерала от фаялита (Mg₂SiO₄) до форстерита (Fe₂SiO₄). Примером полного анионного ряда изовалентных изоморфных замещений между двумя соединениями являются KCl и KBr. Необходимым условием таких замещений является близость химических свойств и размеров замещающих друг друга атомов.

2. Гетеровалентный изоморфизм более сложен. Одним из важнейших условий его появления является требование сохранения электронейтральности структуры. Это требование может быть выполнено в результате парного замещения, когда, в одном соединении один из ионов (например, Ca²⁺) замещается на ион с меньшей валентностью (такой как Na¹⁺) и, в то же время, другой ион (например Al³⁺) замещается на ион с большей валентностью (такой как Si⁴⁺). Суммарный заряд при этом сохраняется, что можно выразить в виде равенства:

Ca²⁺ + Al³⁺ = Na⁺ + Si⁴⁺

Такой тип замещений известен в ряду плагиоклазов.