минералогия (1006435), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Образование графита связывают с восстановлением окиси углерода, выделявшейся при поглощении магмой известняков. С воздействием основных пород на известняки или каменные углисвязано, повидимому, образование графита вдоль базальтовых даек наместорождении Курейка (плато Путорана, Средняя Сибирь). На крупном месторождении Чебере (Алдан) метаморфогенный графит с кварцемобразует высокие концентрации в мощных слоях гиперстенбиотитовогоплагиогнейса, что обеспечивает значительные запасы.Вдоль северозападного побережья Азовского моря (к северу от Мариуполя) и в других местах Украины разрабатываются вкрапленные крупночешуйчатые графитовые руды, залегающие в виде выветрелых на поверхности пластов в древних метаморфических породах — гнейсах.
Однимиз мировых центров добычи графита традиционно являлся остров Цей'лон (ШриЛанка), во многих местах которого между пластами гнейсов иизвестняков развиты прерывистые наклонные жилы сплошного графита. Значительные месторождения известны также в Канаде (пров. Квебеки Онтарио), Англии (Камберленд) и др.Практическое значение. Графит применяется для самых различныхвидов производства: для изготовления графитовых тиглей, в литейномделе, производстве карандашей, электродов, для смазки трущихся частей, в красочной промышленности и др.Раздел IIСУЛЬФИДЫ, СУЛЬФОСОЛИ И ИМ ПОДОБНЫЕ СОЕДИНЕНИЯОбщие замечания. К рассматриваемому разделу относятся сернистые, селенистые, теллуристые, мышьяковистые сурьмянистые и висмутистые соединения металлов1.
К ним принадлежит весьма значительноеколичество важных в промышленном отношении минералов, играющихсущественную роль в составе многочисленных месторождений металлических полезных ископаемых.Наибольшее число минералов представлено сернистыми соединениями (сульфидами, сульфосолями)2. Все сульфиды, за исключением сероводорода, в природе распространены в твердом состоянии.Общее число химических элементов, дающих в том или ином видебескислородные соединения с серой, достигает 40.
Главнейшие из нихследующие: Н, V, K, Са, Mg, Mn, Fe, Ni, Co, Сu, Zn, Ga, Ge, As, Mo, Ru, Rh,Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Re, Os, Ir, Pt, Hg, Tl, W, Pb и Bi.Общее весовое количество сернистых соединений, по приблизительному подсчету В. И. Вернадского, составляет максимум 0,15 % (к весуземной коры), причем главенствующее значение из металлов в этих соединениях имеет Fe.
Сернистые соединения всех остальных элементов,не считая сероводорода, в весовом отношении в земной коре составляютничтожный процент (около 0,001 %). Из них типичные соединения с серой образуют: Zn, Pb, Cu, Ag, Sb, Bi, Fe, Ni, Co, Mo и Hg.Селенистые соединения (селениды) известны для следующих элементов: Н, Cu, Ag, Pd, Hg, Co, Cd, Fe, Zn, Pb и Bi. Кроме того, селен нередкоприсутствует в сернистых соединениях в виде изоморфной примеси к сере.Теллуристые соединения (теллуриды) по сравнению с селенидамипользуются в природе несколько более широким распространением, хотячисло элементов, соединяющихся с теллуром, все же ограничено. Этиэлементы: Сu, Ag, Аu, As, Hg, Pb, Bi, Ni, Co, Fe и Pt.
Все они образуютсамостоятельные минералы.Мышьяковистые простые соединения (арсениды) установлены дляследующих немногих элементов: Fe, Ni, Co, Cu, Ru, Pd, Rh, Ir и Pt. Более1Многие теллуриды, арсениды, антимониды и висмутиды имеют преобладающуюдолю металлического типа связи и могут рассматриваться в первом разделе классификации в качестве интерметаллидов.2Сульфосолями (тиосолями) называют соли гипотетических сульфокислот (тиокислот), в которых роль сульфоангидридов играют As2S3, Sb2S3, Bi2S3 и др.Раздел II.
Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения193широко распространены сложные соединения в виде сульфосолей — сульфоарсенитов, главным образом для следующих металлов: Сu, Ag и Pb.Сурьмянистые простые соединения (антимониды) известны для Ni,Co, Pt, Pd, Rh, Ag и Au. Часто устанавливаются сложные соединения —сульфоантимониты Ni, Co, Сu, Ag, Au, Tl, Hg, Ir, Rh, Fe и Pb.Висмутистые простые соединения в природе практически неизвестны, за исключением висмутидов платины, палладия и золота, относимыхк интерметаллидам.
Наблюдаются лишь сульфовисмутиты Сu, Ag и Pb.Количество простых селенистых, теллуристых, мышьяковистых, сурьмянистых и висмутистых соединений несравненно меньше, чем сернистых соединений.Химические особенности соединений. Если мы обратимся к таблицехимических элементов Д. И. Менделеева (рис. 88), то заметим, что сернистые соединения характерны для элементов, располагающихся почти исключительно в правой части этой таблицы, особенно для металлов так называемых побочных рядов периодической системы. То же самое можно сказатьи о селенистых, теллуристых, мышьяковистых и других соединениях.Рис.
88. Элементы, для которых характерны минералы — сульфиды,и им подобные соединения (набраны полужирным шрифтом)В левой части таблицы особняком стоит лишь водород, сернистое соединение которого H2S является аналогом воды и играет огромную рольв образовании сульфидов металлов.Явно выраженное сродство серы с тяжелыми металлами проявляетсяв том, что она образует с ними почти нерастворимые в воде сернистыесоединения. В противоположность им подобные же соединения большинства легких металлов (Na, К, Mg и др.) устанавливаются лишь в растворенном состоянии в водах.В химическом отношении рассматриваемые здесь соединения частосравнивают с кислородными соединениями — простыми окислами и кислородными солями.
Действительно, в химических формулах этих типов194Описательная частьсоединений имеются общие черты (например, Си2О и Cu2S, HgO и HgS,Sb2O3 и Sb2S3 и т. д.).Большинство простых сернистых, селенистых и теллуристых соединений с химической точки зрения являются производными H2S, H2Se иН2Те (например: халькозин Cu2S, сфалерит и вюрцит ZnS, антимонитSb2S3, тиманнит HgSe, клаусталит PbSe, алтаит PbTe и др.).К сложным сернистым соединениям относятся или двойные соедине'ния, или такие, которые с химической точки зрения приходится относитьк особому классу сульфосолей. В химическом отношении практическилюбая сульфосоль может быть формально представлена как продукт взаимодействия двух или большего числа простых сернистых соединений:сульфооснования AxSy (где символом A обозначен некоторый металл) исульфоангидрида BkSl (B — полуметалл As, Sb или Bi).
В результате можем получить сульфосоль любого наперед заданного состава: так 2PbS++Bi2S3 = Pb2Bi2S5 (козалит).Кроме того, распространены простые соединения типа А[Х2] — дисуль'фиды, которые В. И. Вернадский относит к производным H2S2. Сравнивая с окислами, он считает их аналогами перекисей (персульфидами).Действительно, дисульфиды при нагревании легко отдают часть серы,подобно перекисям, теряющим часть кислорода.Арсениды и антимониды (простые соединения металлов с мышьякоми сурьмой) существенно отличаются по химической природе от сернистых соединений. Ни мышьяк, ни сурьма не могут являться изоморфными заместителями серы, как это принималось в старое время.
К такимсоединениям относятся, например, NiAs, NiSb, Fe[As2], Co4[As4]3 и др.К персульфидам и диарсенидам очень близки по химическим и физическим свойствам также сульфоарсениды (Fe[AsS] и др.) и сульфоантимо'ниты (Ni[SbS] и др.).Многие соединения из рассматриваемого класса образуют друг с другом твердые растворы в виде непрерывных рядов или с ограниченнойсмесимостью в твердом состоянии. К ним, например, можно отнести ряды:HgS — HgSe, Co[As2] — Ni[As2] — Fe[As2] и многие другие. Наконец, широко распространены полиморфные и политипные модификации.Многие соединения из рассматриваемого класса образуют друг с другом твердые растворы в виде непрерывных рядов или с ограниченнойсмесимостью в твердом состоянии. К ним, например, можно отнести ряды:HgS — HgSe, Co[As2] — Ni[As2] — Fe[As2] и многие другие.Особенности кристаллического строения и физические свойства.Как показывают имеющиеся данные рентгенометрических исследований,сульфиды и им подобные соединения должны быть отнесены к ионноковалентным соединениям, иногда с некоторым участием металлическойсвязи.
В большинстве своем они сильно отличаются от типичных ионных кислородных соединений по целому ряду весьма характерных свойствРаздел II. Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения195и стоят гораздо ближе к самородным элементам, чем к окислам и кислородным солям. Эти отличия обусловлены свойствами самих атомов илиионов, входящих в состав сернистых, селенистых, теллуристых, мышьяковистых и сурьмянистых соединений.Ионы S, Se, Те, As и Sb по сравнению с кислородом обладают существенно большими радиусами, более легкой способностью поляризоватьсяи образовывать слабые гомополярные связи.
С другой стороны, ионыметаллов, образующих с ними соединения, в менделеевской таблице занимают места в правой части (в семействе железа и побочных рядах больших периодов) и принадлежат к числу сильно поляризующих ионов с18электронной наружной оболочкой. Комплексные ионы, хотя и наблюдаются в сложных сернистых соединениях — сульфосолях, не обладаютстоль прочными связями, как это имеет место, например, в силикатахи других кислородных солях.Явление поляризации приводит к тому, что в кристаллических структурах происходит значительное объединение и делокализация электроновсоседних противоположно заряженных ионов, о чем можно сделать заключение по явно выраженному для большинства сульфидов и подобныхим соединений металлическому блеску, свойственному вообще типичнымметаллам.
С этим легко увязывается также и электропроводность большинства сернистых, мышьяковистых и прочих соединений. Этим объясняются и наблюдающийся иногда недостаток атомов металлов по сравнению сатомами неметаллов (например, в пирротине — Fe1–XS), нередкое отсутствиестрогих дальтоновских соотношений в составе минералов и т.
д.В соединениях с S, Se, Те металлические свойства увеличиваются помере замены серы селеном и теллуром. В ряду семейства железа усиление этих свойств происходит по мере приближения от Мn к Ni. To же самое мы можем заметить в ряду As, Sb и Вi, где металлические свойстваусиливаются по мере приближения к висмуту. Действительно, висмутин(Bi2S3) характеризуется более сильным металлическим блеском, чем антимонит (Sb2S3), тогда как аурипигмент (As2S3) полупрозрачен и обладает лишь алмазным блеском.Об условиях нахождения в природе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
