Вопрос 21: типы кристаллических структур минералов.

Кристаллическая структура минералов.

1). Хим. состав; 2). Кристаллическая структура.

Основными единицами кристаллической структуры минералов являются атомы хим. элементов, т.е. электронейтральные частицы, состоящие из небольшого по объёму положительно заряженного ядра, где сосредоточена основная масса атома. Кроме атомов, элементами кристаллической структуры минералов могут выступать ионы, т.е. те же атомы, но несущие электрический заряд: положительный или отрицательный. Атомы, потерявшие один или несколько электронов – положительно заряженные ионы и обозначаются «+» (катионы). Атомы, присоединившие электроны превращаются в анионы («-»). Каждый из ионов может выступать в структуре как самостоятельный элемент, либо образовывать тесную группировку с другими атомами или ионами, которая в данном случае будет вести себя как единое целое. Такие группировки называются радикалами. (СО₂ и т.д.)

Атомы, ионы, радикалы, молекулы – геометрически правильно расположены в пространстве. Для рассмотрения порядка в их положении принято отождествлять эти структурные единицы с материальными точками кристаллической решётки, которая т.о. представляет собой бесконечное трёхмерное периодическое образование. В этой решётке выделяются: узлы, центры тяжести отдельных атомов или ионов; ряды (ряд – совокупность узлов, лежащих на одной прямой); плоские сетки (плоскости, проходящие через любые 3 узла пространственной решётки). Кристаллическая решётка имеет закономерное ретикулярное строение. Из закономерного повторения в пространстве отдельных элементов кристаллической решётки вытекают характерные закономерные свойства всех кристаллических веществ: 1.Однородность строения. Однородными называют те физические тела, которые во всём своём объёме обнаруживают одинаковые физические свойства. 2. Анизотропность. Анизотропными называются однородные физические тела, свойства которых оказываются неодинаковыми в непараллельных направлениях. 3. Несимметричность 4.Способность кристаллических веществ к самоогранению (способность образовывать кристаллы в условиях свободного роста). 14 типов кристаллических решёток (Бравэ).

Сила хим. связи между структурными единицами, между атомами или ионами в решётке определяется межатомными расстояниями. Эти расстояния могут быть экспериментально измерены помощью рентгеноструктурного анализа. Расклассификация кристаллической структуры по типам. Впервые такую классификацию предложил в 1954 г. химик и кристаллограф Г. Б. Бокий. Разделил все кристаллические структуры на 5 типов:

Координационный тип. Для этого типа структур характерна плотнейшая упаковка структурных единиц по одному из типов плотнейшей упаковки. В таких структурах нет сложнопостроенных узлов, все они состоят из отдельных атомов или ионов.

Островной тип. В этих структурах уже присутствуют сложнопостроенные узлы – радикалы, в пределах которых хим. связь более сильная или иная по типу, чем между структурными узлами. Разновидностью островных структур являются кольцевые структуры, внутри которых структурные узлы - замкнутые группировки.

Цепочечная структура. Узлы связаны между собой (последовательно) и имеют бесконечную протяженность в одном направлении. Разновидность – ленточные структуры.

Слоистый тип. Образуются при многократном отражении цепочек в плоскости симметрии. Имеют бесконечную протяженность в двух взаимноперпендикулярных направлениях. При отражении слоя в плоскости симметрии получается:

Каркасный тип. Каркас имеет бесконечную протяженность в трёх взаимноперпендикулярных направлениях. Узлы связаны друг с другом более прочно, чем катионы, которые находятся в крупных пустотах такого каркаса.