Структура минералов

Структура – это сингония и вид симметрии для определенного минерала.

Структура – это строение.

(СЛАЙД 1) Все хим соединения (и минералы тоже ими являются) состоят из атомов, либо из ионов, либо из молекул, либо из атомов металлов. Атом является электронейтральной частицей.

Ядро имеет положительный заряд, концентрирует в себе массу атома и состоит из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Вокруг ядра на определенном расстоянии по электронным орбиталям вращаются отрицательно заряженные электроны (они вращаются на разных уровнях), суммарный заряд которых по величине равен заряду ядра. (СЛАЙД 1)

(СЛАЙД 2) Планетарная модель строения атома (классическая), предложенная в 1911 году Э. Резерфордом. Это первая модель и сейчас часто пользуются этой моделью. Существует и более современная модель строения атома – это квантово-механическая модель: планетарная модель была доработана Нильсом Бором тем, что электрону придавали не только волновую природу, но и квантовую природу.

Что может происходить с атомом? С внешнего эл. Уровня электроны могут отрываться и переходить к какому-то другому атому, либо сюда могут от другого атома переходить электроны. Получается, что эта электронейтральность атома утрачивается => образуются ионы. (СЛАЙД 2)

(СЛАЙД 3) Ионы – это атомы, потерявшие или приобретшие электроны и перешедшие соответственно в положительно заряженные ионы (в случае утраты электронов), которые называются катионы; или в отрицательно заряженные ионы (в том случае, когда атом приобретает электроны на внешний электронный уровень), которые называются анионы.

При изучении структуры минералов важное значение приобретает характеристика, которая получила название «Ионный радиус». Ионный радиус характеризует атом или ион. Ионные радиусы не равны атомным радиусам. Ионный радиус – Ri. Дальше записать соотношения со слайда. Катионы на схемах изображаются шарами с меньшим диаметром, а анионы – с большим диаметром. (СЛАЙД 3)

(СЛАЙД 4) В пределах периода катионами чаще всего становятся металлы. Атомы металлов способны утрачивать электроны с внешнего эл. Уровня и переходить в катионы. Примеры: 2 период от лития к бериллию переходим: если у лития может теряться 1 электрон и литий становится положительным ионом с зарядом 1, то у бериллия теряется 2 электрона и появляется ион бериллия с зарядом 2+. Ионный радиус лития будет больше, чем ионный радиус бериллия, т. К. у бериллия утрачено 2 электрона.

3 период: здесь тоже слева направо увеличивается заряд катионов (у натрия 1+ заряд, у магния 2+, у алюминия 3+, у кремния 4+). Слева направо уменьшается ионный радиус.

В группах сверху вниз: у лития будет меньшее кол-во электронных орбиталей. Чем ниже, тем большее кол-во орбиталей появляется => сверху вниз ион. Радиусы увеличиваются в размере. У натрия больше радиус, чем у лития; у магния будет меньше, чем у натрия; у бериллия будет меньше, чем у лития => по диагонали у лития и магния ион. Радиусы будут очень близкими по размерам благодаря вот такой закономерности изменения ион. Радиусов в пределах периода и в пределах группы, то есть слева направо и сверху вниз. Этот закон называется «закон диагональной близости ионных радиусов в периодической системе». То есть литий и магний имеют близкие ион. Радиусы, натрий и кальций тоже и т. Д. Такая закономерность очень важна, так как если ион. Радиусы близки, то в чем-то становятся сходными по поведению эти хим элементы. (СЛАЙД 4)

(СЛАЙД 5) Какие-то минералы состоят из атомов, какие-то из ионов, а какие-то из молекул. Если мы примем эти частицы, из которых состоят наши минералы, за материальные точки и соединим их, то получим некоторое решетчатое образование – кристаллическая решетка минералов.

Кристаллическая решетка минералов – это 1) бесконечное 2) трехмерное и 3) периодически повторяющееся образование. У крист решетки 3 важные характеристики. (СЛАЙД 5)

(СЛАЙД 6) Различают типы крист решеток: ионная (NaCl), атомная (в которой участвуют только атомы) (алмаз), молекулярная (молекула – нейтрально образование, которое может состоять из атомов, из ионов) (As₄S₄, углекислый газ), металлическая (закономерно располагаются атомы металла. Почему ее выделили? Ответ: есть некоторая особенность в поведении атомов металлов в структуре, поэтому отдельно выделяют металлическую крист решетку) (медь). (СЛАЙД 6)

(СЛЕД СЛАЙД) Элементы крист решетки:

узлы – материальные точки решетки;

ряды – воображаемые прямые, на которых располагаются эти узлы;

ряды – совокупность узлов, лежащих на 1 прямой. В крист решетке можно провести сколь угодно рядов.

Плоские сетки – любые плоскости, проведенные через 3 узла крист решетки. В крист решетке можно провести сколь угодно плоских сеток.

Ретикулярная плотность плоской сетки – («ретикула» – это зерно; точка; узел крист решетки) провели воображаемую плоскость через 3 узла и как густо расположены там узлы крист решетки в этой плоскости и будет соответствовать ретикулярной плотности плоских сеток.

Ретикулярная плотность – это плотность узлов, насыщенность узлами вот этой плоской сетки.

Ретикулярная плотность характеризует минерал. Одна из важнейших характеристик крист структур. (СЛЕД СЛАЙД)

(СЛЕД СЛАЙД) Крист решетка довольно устойчивое, жесткое и энергетически выгодное образование, все минералы не разрушаются и не распадаются на атомы, ионы и молекулы, они длительно существуют в природе. В аморфном же состоянии частицы расположены хаотично и это нестабильное образование, поэтому аморфные вещества переходят в стабильные крист вещества. Крист решетка устойчивое и жесткое образование благодаря чему оказывается эти узлы крист решетки связаны между собой хим связью. (СЛЕД СЛАЙД)

(СЛЕД СЛАЙД) Хим связь – это сила, удерживающая крист решетку в устойчивом/стабильном состоянии. Суть хим связи: возникает взаимодействие электростатических полей между ядрами атомов и электронами.