минералогия (1006435), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Взамен устаревших классификаций, основанных на сопоставлении свойств минералов, появлялись классификации, учитывающие химический состав, а в последнее время все более принимаются во вниманиеособенности конституции минерала в целом. Давно уже стало немыслимым понимание свойств минералов без увязки с химическим составом иразбора кристаллических структур. И наоборот, как показал В. С. Соболев, в тех случаях, когда мы еще не знаем кристаллической структурыминерала, мы можем по физическим и химическим свойствам судить опринадлежности его к тому или иному структурному типу соединений,обладающих общими свойствами.Таким образом, классификация минералов должна быть кристаллохи'мической и основываться на данных изучения взаимосвязи всех свойствприродных химических соединений с их химическим составом и кристал'лической структурой.При разработке классификации минералов, принятой в данном учебнике, были учтены следующие главные положения.Все природные образования, составляющие предмет минералогии, также как и все искусственные вещества в химии, необходимо делить прежде всего на две большие самостоятельные группы:Классификация и номенклатура минералов1531) неорганические минералы, к которым, кроме редко встречающихсясамородных элементов, относятся природные соединения (за исключением органических) всех элементов;2) органические минералы, представленные разнообразнейшими соединениями углерода (исключение составляют лишь карбонаты и карбиды,относимые к неорганическим соединениям).Органические соединения, как известно, весьма существенно отличаются от неорганических не только по химическим свойствам, но и по кристаллическому строению и природе связей между структурными единицами.
Степень изученности этих групп минералов крайне неодинакова.В то время как наши знания по неорганическим минералам в настоящеевремя далеко продвинулись вперед, минералогия органических соединений находится еще в самой начальной стадии развития.Если 70 лет назад такие природные вещества, как торф, бурые и каменные угли, смолы и нефти рассматривались еще как самостоятельные минералы, то теперь, в результате исследований, в частности, твердых органических веществ с применением новейших методик исследования, сталосовершенно ясно, что они представляют собой далеко не однородные посоставу массы, состоящие из различных органических веществ и минералов, истинную природу которых начали изучать в самое последнее время.Классификация неорганических минералов построена на следующихпринципах.
Так как минералы являются кристаллическими продуктамиестественных химических реакций, то для наших целей наиболее рациональной должна быть систематизация их по химическому составу и кристаллической структуре. Именно с этими признаками связаны те важнейшие химические и физические свойства, по которым мы распознаемминералы и условия их образования.Все минералы неорганической природы с химической точки зренияразбивают прежде всего на большие группы, отличающиеся друг от другапо типу химического соединения и типу химических связей между структурными единицами.
Первоначальное разбиение соединений на наиболее крупные разделы целесообразно проводить по анионам, так как ихчисло по сравнению с катионами относительно невелико.Особое положение при этом занимают самородные элементы (простыевещества), представленные главным образом металлами с характернойдля них металлической связью между атомами.
К ним же должны бытьотнесены и интерметаллические соединения, представляющие собой природные аналоги сплавов.Самостоятельный раздел составляют сернистые и им подобные соединения, по ряду свойств занимающие промежуточное положение междутипичными металлами и соединениями с ионной связью; при этом в большинстве сульфидов существенную роль играет также ковалентная составляющая химической связи.
К этому же разделу условно присоединим так154Описательная частьназываемые сульфосоли, имеющие к сульфидам такое же отношение, какоекислородные соли имеют к окислам.Характерный тип химических соединений, но уже с типичной ионной связью, представляют галогениды, или галоидные соли, т. е. соединения металлов с фтором, хлором, бромом и йодом.К следующему разделу должны быть отнесены окислы и гидроокислы(простые и сложные соединения металлов с кислородом или гидроксилом).Наконец, чрезвычайно многочисленную группу минералов составляют соли кислородных кислот, т. е. соединения катионов металлов с различными комплексными анионами, содержащими кислород.В ряде указанных разделов необходимо проводить дальнейшее подразделение минералов по типам анионов на классы и подклассы.
Внутри последних в определенном порядке выделяются группы минералов по признакамсходства кристаллических структур и химических особенностей минералов,обусловливаемых главным образом катионами, входящими в их состав.Таким образом, общая классификация неорганических минералов в схеме может быть представлена в следующем виде (без деления на группы).Раздел I. Самородные элементы и интерметаллические соединения.Раздел II. Карбиды, нитриды и фосфиды1.Раздел III. Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения.Класс 1. Простые и двойные сернистые и им подобные соединения(селениды, теллуриды, арсениды и др.).Класс 2. Сульфосоли.Раздел IV.
Галоидные соединения (галогениды) и галогеносоли.Класс 1. Фториды и алюмофториды.Класс 2. Хлориды, бромиды и иодиды.Раздел V. Окислы (оксиды).Класс 1. Простые и сложные окислы.Класс 2. Гидроокислы (гидроксиды).Раздел VI. Кислородные соли.Класс 1. Иодаты1.Класс 2.
Нитраты.Класс 3. Карбонаты.Класс 4. Сульфаты и селенаты.Класс 5. Хроматы.Класс 6. Молибдаты и вольфраматы.Класс 7. Фосфаты, арсенаты и ванадаты.Класс 8. Арсениты, селениты и теллуриты1.1Эти соединения в данном курсе не рассматриваются.Классификация и номенклатура минералов155Класс 9. Бораты.Класс 10. Силикаты и алюмосиликаты (бериллосиликаты, боросиликаты).А. Силикаты с изолированными тетраэдрами аниона SiO4.Б. Силикаты с изолированными группами тетраэдров SiO4.В.
Силикаты с непрерывными цепочками и лентами тетраэдров SiO4.Г. Силикаты с непрерывными слоями тетраэдров SiO4.Д. Силикаты с непрерывными трехмерными каркасами тетраэдров SiO4 и АlО4.При описании минералов характеристику зависимости главнейшихсвойств минералов от состава и кристаллической структуры, во избежаниемногократных повторений, приведем во введениях к каждому разделу, классу, подклассу и группе, поскольку эта общность связей в минералах является основой для объединения их при группировке.
При описании отдельныхминералов добавим лишь дополнительные характеристики их свойств, обусловленных специфическими особенностями строения и состава.Минеральные виды и разновидности. Основной классификационнойединицей при систематике природных химических соединений являетсяминеральный вид, обладающий химическим составом, изменяющимся вопределенном интервале и однотипной кристаллической структурой.Правила выделения и наименования видов в минералогической систематике составляют так называемую номенклатуру минералов. Учитываянепостоянство химического состава реальных минералов, становитсяясно, что понятие минерального вида является необходимой абстракцией, позволяющей отнести любые конкретные индивиды минералов к определенным классификационным единицам.Явление полиморфизма приводит к существованию минералов одинакового состава с существенно различными кристаллическими структурами.
С этой точки зрения полиморфные модификации одного и тогоже кристаллического вещества представляют собой самостоятельныеминеральные виды (графит и алмаз, αсера и βсера и др.).В тех случаях, когда два изоструктурных вещества образуют друг с другом непрерывный ряд твердых растворов (например, Аu — Ag, MnWO4 —FeWO4, Na[AlSi3O8] — Ca[Al2Si2O8] и др.), с физикохимической точкизрения мы имеем одну фазу. Однако в практике минералогии во многихслучаях укоренилось несколько названий не только для крайних, но и дляпромежуточных по составу членов изоморфного ряда (например: золото —электрум — серебро; гюбнерит— вольфрамит — ферберит; альбит — олигоклаз — андезин — лабрадор — битовнит — анортит).В настоящее время минеральные виды в системах с изоморфизмомвыделяются по доминирующему компоненту (элементу) в каждом типепозиций, в которых происходит замещение.
Формально минеральномувиду в рядах (сериях) и полях составов с совершенным изоморфизмомприписывается химическая формула чистого крайнего члена, индивиды156Описательная частьс промежуточными составами относятся к тому или иному минеральному виду по преобладающему в них изоморфному элементу. Традиционноже употреблявшиеся наименования промежуточных составов не считаются видовыми, однако допускается их употребление для ряда в целом,так что они приобретают статус названия для минеральных групп. Так, вряду форстерит Mg[SiO4] — фаялит Fe[SiO4] все минеральные индивидыс Mg, преобладающим над Fe, будут отнесены к форстериту, прочие —к фаялиту. В то же время для любого представителя этого ряда может бытьупотреблено общее название «оливин» как для представителя группы,но «оливин» не является названием минерального вида.Таким образом, в двухкомпонентных системах при установлении границы между минеральными видами действует правило 50 %, в случаетрехкомпонентной системы — 33,(3) % и т.
д. В случае систем с несовершенным изоморфизмом границы видов определяются краями разрывовсмесимости, кроме этого также попрежнему учитываются и процентныеграницы, определяемые доминированием того или иного изоморфногокомпонента над остальными в данной позиции структуры. Подобное разделение проводится и для серий с изодиморфизмом, когда чистые компоненты принадлежат к разным структурным типам и в ряду твердыхрастворов есть состав, при котором скачком изменяется структура.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
