минералогия (1006435), страница 68
Текст из файла (страница 68)
В противоположность хлоридам, бромидам и иодидам тяжелых металлов (Аu, Ag, Hg и др.) их фториды вовсе не встречаются в природных условиях. Хлориды легких металлов чрезвычайно легкорастворяются в водной среде, тогда как их фториды в большинстве своемустойчивы по отношению к воде. Насколько велика разница в растворимости этих типов соединений, можно видеть из данных, приводимыхв табл. 7.276Описательная частьТаблица 7Растворимость галоидных соединений в воде при 18 °С(в молях на литр насыщенного раствора)АнионыFКатионыLiNaК0,111,0612,4MgCaSrBaPb2+0,020,030,0010,030,003Cl13,15,423,95,15,43,01,70,05Вr12,66,94,64,65,23,42,90,02J8,58,16,04,14,83,93,80,02Температуры плавления и кипения фторидов несравненно выше, чемхлоридов тех же металлов.
Например, температура кипения SnF4 равна705 °С, a SnCl4 — 114 °С, фторид алюминия AlF3 кипит при температуревыше 1000 °С, а его хлорид АlСl3 — при температуре всего лишь 81 °С и т. д.Об особенностях поведения галогенов в природе. Крайне интересны геохимические черты галогенов F, Cl, Br и J, выражающиеся в поведении их при различных геологических процессах.При магматических процессах не создается условий для концентрацииэтих элементов в скольконибудь значительных количествах. Фтор и хлорлишь в качестве добавочных анионов входят в ряд минералов, преимущественно силикатов и фосфатов (большей частью в пегматитах и в контактовометасоматических образованиях). Главная масса этих элементов, очевиднов виде летучих соединений с металлами, переходит в гидротермальные растворы.
О том, что хлор и фтор действительно являются составной частью летучих погонов магм, свидетельствуют выделения НСl и HF в газообразныхпродуктах вулканических извержений, иногда в весьма значительных количествах. Например, на Аляске в долине, известной под названием «Десятьтысяч дымов», в 1919 г., по подсчетам, выделилось 1,25 млн т газообразнойНСl и 0,2 млн т HF вместе с парами Н2О.Из галогенидов во многих гидротермальных образованиях широко представлен CaF2 (флюорит), отчасти фторалюминаты, однако хлориды металлов не встречаются, если не считать крайне редких находок NaCl (галита)в виде микроскопических кристалликов в капельках растворов, обнаруживаемых в виде включений в некоторых минералах (кварце, галените).Зато в экзогенных условиях хлориды Na, в меньшей степени хлориды, К, Mg и других металлов, образуются, нередко в огромных массах, вусыхающих соленосных бассейнах вместе с сульфатами, иногда боратами и другими растворимыми в воде соединениями.
Вместе с хлором соответствующая концентрация наблюдается также для брома и йода. В настоящее время 70–75 % всего имеющегося в земной коре хлораРаздел III. Галоидные соединения (галогениды и галогеносоли)277(и, очевидно, брома), а также свыше 90 % йода сосредоточено в океанической воде. В противовес этому фториды в соленосных осадках в скольконибудь существенных количествах не наблюдаются. Гигантскими коллекторами растворенных хлоридов, как известно, являются океаническиеи морские бассейны.
Однако содержание фтора в морской воде совершенно ничтожно: около 0,8 г на 1 м2, причем, как установлено, этот элементчастично усваивается организмом и входит в состав костяка высших животных, особенно в состав зубной эмали, состоящей почти исключительно из фтористого кальция.Для миграции фтора в экзогенных условиях характерна еще одна особенность. В процессе выветривания горных пород и рудных месторождений, в общей сложности, наряду с хлором освобождаются немалые количества этого элемента, но химическое сродство его к кальциюнастолько велико, что по пути следования к морским бассейнам он взначительной мере выпадает из растворов с образованием труднорастворимого соединения CaF2 и задерживается в континентальных осадках.Этим и объясняется совершенно незначительное содержание его в морской воде.О классификации галогенидов.
Таким образом, все, что сказаноо свойствах галогенидов и о геохимической роли галогенов при процессах минералообразования, заставляет все минералы, относящиеся к данному разделу, разбить на два класса.Класс 1. Фториды и соли комплексных фторных кислот.Класс 2. Хлориды, бромиды и иодиды.··КЛАСС 1. ФТОРИДЫФториды как минералы имеют довольно ограниченное распространение в природе, хотя общее число элементов, участвующих в соединениях с фтором, достигает 15, и это не учитывая тех минералов, в которыхфтор наряду с гидроксилом выполняет роль дополнительного аниона.Главное значение из них имеет фторид Са в виде самостоятельного соединения CaF2. Гораздо меньшая роль принадлежит Be, Аl и Si.
Другиеэлементы входят в состав крайне редких фторидов.Установленные до сих пор более широко распространенные фторидывстречаются преимущественно в гидротермальных образованиях, а редкие — в продуктах возгона при вулканических извержениях. Судя по парагенезису минералов, они образуются при относительно повышенныхтемпературах. Лишь CaF2 в виде новообразований рассеянных мельчайших кристалликов нередко встречается также в зонах окисления рудныхместорождений и в некоторых осадочных породах.Среди относящихся сюда природных соединений рассмотрим следующие минералы: флюорит и криолит.278Описательная частьФЛЮОРИТ — CaF2. Название произошло от fluorum — латинскогоназвания элемента F. Синоним: плавиковый шпат1.
Этот минерал, как идругие богатые фтором минералы, является хорошим флюсом для руд,ускоряя их плавление.Химический состав. Са — 51,2 %, F — 48,8 %. Иногда содержит в видеизоморфной примеси Сl (главным образом желтые разности). В некоторых случаях обнаруживаются битуминозные вещества, издающие запах.Из других примесей укажем Fe2O3, редкие земли, изредка уран (до нескольких процентов), фтор и гелий.Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. 3L44L366L29PC. Пр. гр. Fm3m(О5h). a0 == 5,450. Кристаллическая структура является типической для многих соединений типаАХ2 (рис. 134).
Она характеризуется двумякоординационными числами: для Са — 8 идля F — 4. Ионы F1– расположены по углам,а ионы Са2+ занимают центры всех малых кубов (рис. 135). Можно считать катионы Са2+формально находящимися в позициях плотнейшей кубической упаковки, тогда как аниРис. 134. Кристаллическаяоны F1– занимают все тетраэдрические пусструктура флюоритатоты; реально структура флюорита, конечно,не является плотноупакованной. Облик криjсталлов. В пустотах встречается в виде хорошо образованных кубических, реже октаэдрических и додекаэдрических кристаллов.Кроме форм {100}, {111} и {110} иногда присутствуют {210}, {421} и др. Грани куба обычно гладкие, а октаэдрические грани матовые.Иногда грани куба имеют мозаичное строение и паркетообразный рисунок; антискелетное развитие таких кристаллов может привести к возникновению гранных форм {100}Рис.
135. Кристаллическаяс октаэдрическим обликом (рис. 136). Двойструктура флюорита (по Н. В.ники часты по (111). Агрегаты. Чаще наблюБелову). Вершины каждогодается в виде вкраплений и сплошных зеркубика заняты F, а центры — Caнистых, реже землистых масс (ратовкит).Цвет. Флюорит редко бывает бесцветным и водянопрозрачным. Большей частью окрашен в различные цвета: желтый, зеленый, голубой, фиолетовый, иногда фиолетовочерный. Любопытно, что окраска исчезает принагревании и вновь возвращается при облучении рентгеновскими луча1Шпатами в минералогии называют кристаллические вещества, не имеющие металлического блеска, но обладающие совершенной спайностью по двум или более направлениям.Раздел III.
Галоидные соединения (галогениды и галогеносоли)279ми. В бесцветных кристаллах можновызвать фиолетовую окраску такжедействием паров металлическогокальция и электрическими разрядами. Это наводит на мысль, что в рядеслучаев цвет обусловлен появлением в кристаллической структуре дефектных центров окраски, каждыйиз которых представляет собой вакансию на месте аниона F1–, замещенного свободным электроном.Блеск стеклянный. N = 1,434.Твердость 4. Хрупок. При продолжительном одностороннем давлении обнаруживает пластическую Рис. 136. Автоэпитаксическое обрастание октаэдра флюорита кубическимидеформацию. Спайность совершенсубиндивидами привело к образованиюная по октаэдру, а не по ромбическовершиннореберного скелетного крисму додекаэдру, как это можно былоталла октаэдрического обликабы ожидать исходя из представлений о том, что наименьшее сцепление должно иметь место для плоскихсеток с наибольшими расстояниями друг от друга. Объясняется это тем,что среди плоских сеток (111) каждая сетка ионов кальция переслоенадвумя параллельными сетками одинаково заряженных ионов фтора, чеми обусловливается наименьшее сцепление именно между ними.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
