Систематика минералов |
|
Минералы
Скачать презентацию |
||
| << Минералы и породы | Классификация минералов >> |
Фото из презентации «Систематика минералов» к уроку химии на тему «Минералы»
Автор: svet. Чтобы познакомиться с фотографией в полном размере, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все фотографии на уроке химии, скачайте бесплатно презентацию «Систематика минералов» со всеми фотографиями в zip-архиве размером 4289 КБ.
Скачать презентациюСистематика минералов
содержание презентации «Систематика минералов»| Сл | Текст | Эф | Сл | Текст | Эф |
| 1 | Систематика минералов от древних времён до наших | 0 | 73 | рассмотренных выше. Различия в кислотно-щелочных | 0 |
| дней. Несмотря на существующее у многих, особенно | свойствах катионов с разными КЧ удобно выражать | ||||
| молодых исследователей, мнение, что систематикой | приведенными величинами СХ т.е. их отношением к КЧ – | ||||
| (любой) заниматься практически бессмысленно и что куда | СХ/КЧ, которые наряду с электронным типом катиона (s-, | ||||
| важнее получать вполне определенные фактические данные, | f-, d-, p-), его порядковым номером позволяют прийти к | ||||
| систематикам посвящены сотни работ, в том числе таких | очень важным выводам. Рассмотрим это несколько | ||||
| крупных ученых как М.В.Ломоносов, Й.Я.Берцелиус, | подробнее в порядке, отвечающем переходу от s-, f- | ||||
| В.М.Севергин, Дж. Д.Дэна, В.И.Вернадский. Как видите, | через d- к p-элементам. | ||||
| лучшие умы ученых, занимавшихся минералогией, | 74 | Рис.3. Связь приведённых силовых | 0 | ||
| разрабатывали систематику минералов в зрелые годы, | характеристик(СХ/КЧ) с кислотно-основными свойствами | ||||
| когда накапливался большой багаж минералогических | катионов. (Надо исправить обозначение (4)Mn 4+ на (4)Mn | ||||
| знаний. Чем же объяснить такой интерес к систематикам? | 7+. СХ/КЧ = 121.8). | ||||
| Прежде всего, необходимостью систематизировать | 75 | Элементы s- и f-типа в подавляющем числе случаев | 0 | ||
| разнообразные и многочисленные сведения по отдельным | дают катионы с настолько низкими значениями СХ/КЧ, что | ||||
| отраслям знаний, без чего невозможно стройное и научное | почти все они могут быть отнесены к катионам с | ||||
| их изложение. Понимание этого обычно приходит с | щелочными или ярко выраженными основными свойствами | ||||
| возрастом исследователя по мере расширения его научного | (рис. 3). Особое положение среди s-катионов занимают | ||||
| кругозора. | Li+, для которого при КЧ = 6 СХ/КЧ = 4,7 , а при КЧ = 4 | ||||
| 2 | Наш небольшой курс начнем с краткого рассмотрения | 0 | – 7,1, Mg2+ , у которого СХ/КЧ при КЧ = 6 равна 10,2, а | ||
| исследований по систематизации минералогических знаний, | при КЧ = 4 – 15,3 и Be2+, для которого СХ/КЧ при КЧ = 6 | ||||
| проводившихся во времена, о которых мы говорим: «До | равна 21,8, а при КЧ = 4 – 32,8. Указанные особенности | ||||
| нашей эры». Минералогия очень древняя наука, хотя своё | этих катионов проявляются в их особом поведении в | ||||
| название она получила значительно позднее. По мере | соединениях. Так, Li+ не изоморфен с другими | ||||
| вовлечения различных минералов в сферу | s-катионами Iа-группы с более низкими СХ/КЧ. В тоже | ||||
| жизнедеятельности человека, по мере знакомства его с | время его соединения по свойствам и условиям | ||||
| простейшими физическими и химическими свойствами разных | образования существенно отличаются даже от | ||||
| минералов, необходимых для их практического | изоструктурных минералов. В качестве примера назовём | ||||
| использования, возникает потребность в систематизации | холмквистит, лепидолит и сподумен, являющиеся в этом | ||||
| имеющихся знаний о минералах. Таким образом, к началу | отношении "белыми воронами" в семействах | ||||
| нашей эры человечество обладало многочисленными | амфиболов, слюд и пироксенов соответственно. | ||||
| конкретными знаниями, в том числе и по свойствам | Своеобразна в минералах и роль (6)Mg2+ , который во | ||||
| минералов, их диагностике, методам поиска и | многих из них проявляет изоморфизм вплоть до полного с | ||||
| переработки. Это потребовало их систематизации. | катионами типа (6)Fe2+ , (6)Mn2+ , но не с остальными | ||||
| 3 | Около 2300 лет назад появилась, вероятно, первая | 0 | IIа-катионами; в ряде минералов (например, в слюдах, | ||
| сводка по минералогии – «Трактат о камнях». Автор – | хлоритах) он изоморфен в широких пределах с (6)Al3+ . | ||||
| ученик Аристотеля Тиртамоса (327-287 гг до н.э.) | Катионы же (4)Mg2+ могут быть изоморфны даже с | ||||
| Теофраст. В нём автор дает описание 16 минералов, | катионами типа (4)Al3+ или играть сходную с последними | ||||
| подразделяя их на 3 группы: 1) металлы, 2) камни, 3) | кристаллохимическую роль, что проявляется, например, в | ||||
| земли. К металлам из-за их блеска причислялись и | оксишпинелидах. Таким образом, в кристаллохимическом | ||||
| сульфиды. В начале нашей эры появились более обширные | отношении у Mg2+ намечается переход к амфотерным | ||||
| исследования в области химии и минералогии. Персидский | катионам. | ||||
| ученый Абу Бакр Мухаммед бен Закария Ар-Рази ( 865-925 | 76 | Типичным амфотерным s-катионом является Be2+, для | 0 | ||
| гг.) в «Книге тайны тайн» классифицировал все известные | которого в минералах обычно КЧ = 4 (СХ/КЧ = 32,8). | ||||
| вещества, разделив их на три больших класса: 1) | Именно с этим связано образование минералов типа | ||||
| землистые (минеральные), 2) растительные, 3) животные. | бериллосиликатов, характеризующихся тем, что они | ||||
| 4 | Минеральные вещества он делит на шесть групп: 1) | 0 | содержат гетероядерные берилло-кремниевые полимерные | ||
| «духи» (спирты, летучие вещества), относя к этой группе | радикалы, бериллофосфатов со смешанными гетероядерными | ||||
| ртуть, нашатырь, аурипегмент, реальгар и серу; 2) | берилло-фосфорными радикалами и т. п. минералов. Среди | ||||
| «тела» (т.е. металлы), всего их семь: золото, серебро, | f-катионов особое положение занимает U6+, для которого | ||||
| медь, железо, олово, свинец, и «харасин» | известно более 180 минеральных видов, с U6+ в виде иона | ||||
| (предположительно это цинк); 3) «камни», их тринадцать: | уранила (UO2)2+. Среди них оказывается небольшое число | ||||
| марказит, марганцевая руда, бурый железняк, галмей | относительно простых соединений, тогда как основная их | ||||
| (цинковая руда, возможно, смитсонит), ляпис-лазурь, | масса обладает свойствами солей слабых кислот, в | ||||
| малахит, бирюза, красный железняк, белый мышьяк, | которых ион уранила входит в состав комплексных | ||||
| сернистый свинец и сернистая сурьма, слюда, гипс и | анионных радикалов. Это установлено в уранатах и | ||||
| стекло; 4) «купоросы», их шесть: черный купорос, | многочисленных солях уранило-кислот. Поскольку до сих | ||||
| квасцы, белый купорос (вероятно, цинковый), зеленый | пор нет точных значений СХ U6+ для определения СХ/КЧ, | ||||
| купорос, желтый (Fe2[SO4]3), красный (веротно, также | приходится брать два крайних значения СХ. При этом | ||||
| сульфат железа); 5) «бораки», их также шесть: хлебная | важно, что даже при относительно высоких значениях КЧ | ||||
| бура (поташ ?), натрон (сода) бура ювелиров, «тинкар» | (8 = 2 + 6 и 6 = 2 + 4) они оказываются заметно выше | ||||
| (род мыла, применявшегося при пайке металлов), | аналогичных величин почти всех рассмотренных s- и | ||||
| зараванская бура, арабская бура; 6) «соли», их 11 | f-катионов, кроме (4)Be2+. Таким образом, все | ||||
| видов: хорошая соль (обычная), горькая (мирабилит или | рассмотренные катионы можно разделить на два типа: 1) | ||||
| английская ?), каменная, белая, нефтяная, индийская, | литофильные s- и 2) литофильные f-катионы, достаточно | ||||
| китайская, поташ, соль мочи, известь и соль золы. Кроме | четко обособленные на приведенном рисунке. | ||||
| этих основных групп Ар-Рази выделяет группу | 77 | Как известно к лантаноидам по своим свойствам очень | 0 | ||
| производственных веществ, среди которых выделяет «тела» | близки два d-элемента – Sc и Y. Они обычно находятся в | ||||
| и «не тела» (т.е. металлы и неметаллы). К | одних и тех же минералах в виде изоморфных смесей и их | ||||
| производственным веществам – металлам он относит | очень трудно отделять химическим путем друг от друга. | ||||
| сплавы: латунь, бронзу, сплав из семи металлов, сплав | Все это привело к объединению всех рассматриваемых | ||||
| меди со свинцом (свинцовая бронза) и «муфраг» - сплав | элементов в группу редких земель, для обозначения | ||||
| свинца и олова . Неметаллы: ярь-медянка, крокус, | которой принят символ TR. Близость величин СХ/КЧ у Sc3+ | ||||
| свинцовый глет, сурик, свинцовые белила, окись меди и | и Y3+ с подобными величинами катионов лантанидов, | ||||
| др. | хорошо видна на рисунке. Учитывая сказанное, эти | ||||
| 5 | Все эти многочисленные перечисления я даю для того, | 0 | катионы обозначаются как литофильные df -катионы. При | ||
| чтобы сложилось впечатление о том, как воспринималась | этом не следует забывать, что максимальное сходство с | ||||
| химия и минералогия в то время. Хочется остановиться | f-катионами они имеют при высоких КЧ, тогда как при КЧ | ||||
| еще на двух систематиках того времени. Абу-Али ибн- | = 6, например, Sc3+ может играть кристаллохимическую | ||||
| Сина (Авиценна) (980-1037 гг.) в «Книге исцеления» | роль (6)Al3+, что проявляется в бацците | ||||
| подразделил твердые природные тела на : 1) камни и | (Sc,Al)2Be3[Si6O18], являющемся кристаллохимическим | ||||
| земли, 2) серные (горючие) вещества, 3) металлы | аналогом берилла Al2Be3[Si6O18]. | ||||
| (плавкие тела), 4) соли (растворимые в воде вещества). | 78 | Значительно более сложно выглядит связь величин | 0 | ||
| Таким образом, он отделил сульфиды от металлов и | СХ/КЧ с кислотно-основными свойствами у остальных | ||||
| объединил три класса Ар-Рази – купоросы, бораки и соли | d-катионов (рис. 3). Это определяется как большим | ||||
| в один класс солей. | разнообразием их валентностей и КЧ так и | ||||
| 6 | В те же времена в Европе появляются многочисленные | 0 | принадлежностью их не только к литофильным, но и к | ||
| книги о камнях (лапидарии). Наиболее обширный лапидарий | халькофильным элементам (катионам). (Платиноиды | ||||
| венецианского физика Камилла Леонарда, опубликованный в | исключены из рассмотрения из-за своих уникальных | ||||
| 1502 году под названием «Зеркало камней», содержал | свойств и отличного от большинства других элементов | ||||
| описание 279 минералов и минеральных веществ в | поведения в минералах). Остановимся на неполновалентных | ||||
| алфавитном порядке. Прошу обратить внимание на этот | катионах кайносимметричных d-элементов, объединявшихся | ||||
| труд. Уже тогда появилось желание быстро | ранее А. Н. Заварицким в группу железа, а А.А. | ||||
| ориентироваться в многочисленных названиях минералов. | Годовиковым – в группу кайносимметричных d'-элементов. | ||||
| Абу-Рейхан-Мухаммед ибн Ахмед аль-Бируни (972-1048 гг.) | Из рис. 3 видно, что по валентности и величине СХ/КЧ | ||||
| в «Книге сводок для познания драгоценностей» описывает | такие катионы как (6)Mn2+ (6,7), (6)Fe2+ (7,4), (6)Co2+ | ||||
| 48 камней. Относя к ним: жемчуг, стекло, эмаль, фарфор, | (8,3), (6)Ni2+ (9,3) близки к (6)Mg2+ (10,2). Это | ||||
| некоторые сплавы. Расположил он их в зависимости от | проявляется в изоморфизме вплоть до полного между этими | ||||
| твёрдости, используя для её определения шкалу, | катионами во многих минералах. Близкие величины СХ/КЧ | ||||
| состоящую из: 1) алмаза, 2) корунда, 3) агата. | имеют и трехвалентные (6)Ti3+ (10,1), (6)V3+ (11,5), | ||||
| 7 | Георг Бауэр, живший в средние века и известный под | 0 | (6)Cr3+ (12,9), (6)Fe3+ (14,4), (6)Mn3+ (14,9), для | ||
| именем Агриколы, (1494-1555 гг.) все ископаемые тела | которых также отмечается широкий изоморфизм, как между | ||||
| делил на: 1) гомогенные, 2) гетерогенные смеси | собой, так и с (6)Al3+ (21,4) (оксишпинелиды, слюды, | ||||
| минералов, т.е. горные породы. Гомогенные он делил на: | пироксены, гранаты и многие другие). Следует отметить, | ||||
| а) земли, б) соли, в) драгоценные камни, г) металлы, д) | что во многих минералах проявляется достаточно широкий | ||||
| прочие. Г. Агрикола, характеризуя минералы, описывает | изоморфизм также между рассматриваемыми 2-х и 3-х | ||||
| их форму, твердость, относительный вес (плотность), | валентными катионами (особенно в слюдах, хлоритах). По | ||||
| цвет, блеск, вкус, запах. К началу XVI века значительно | величине СХ/КЧ трехвалентные (6)Ti3+, (6)V3+, (6)Cr3+, | ||||
| возросло количество известных полезных ископаемых, в | (6)Fe3+, (6)Mn3+ близки и к (4)Mg2+ (15,3), чем можно | ||||
| связи с чем возникла необходимость их определения и | объяснить их близкую кристаллохимическую роль в | ||||
| детального изучения. Определился предмет науки – руда | минералах типа оксишпинелидов. | ||||
| («минера»). Впервые слово «минералогия» было применено | 79 | Иную кристаллохимическую роль играют (6)Ti4+ | 0 | ||
| в науке об ископаемых в 1636 году итальянским ученым | (15,8), (6)V4+ (17,8), (4)Fe3+ (21,6), (4)Mn3+ (22,4), | ||||
| Бернардом Цезием из Модены. | (4)Ti4+ (23,7), (6)V5+ (25,6), (4)V4+ (26,7), | ||||
| 8 | Торберн Улаф Бергман (1735-1784 гг), заведующий | 0 | выступающие, например, в сложных оксидах в виде | ||
| кафедрой химии и минералогии Упсальского университета в | электроотрицательных амфотерных катионов с очень слабо | ||||
| Швеции разработал химическую систематику минералов. | кислотными свойствами, а также в виде слабых | ||||
| Систематика Авраама Готлиба Вернера (1749-1817 гг.) | анионообразователей в минералах типа ферритов, | ||||
| построена только на внешних признаках. Она не учитывала | феррисиликатов, приближаясь в этом отношении к (4)Be2+ | ||||
| химического состава. А. Г. Вернер положил начало новому | (32,8) и (4)Al3+ (32,2). Здесь надо отметить, что по | ||||
| направлению в минералогии — описательной минералогии. В | величине СХ/КЧ среди катионов Ti даже (4)Ti4+ (23,7) | ||||
| 1747 г. Ю. Валлериус (Johan Gottschalk Wallerius, | далек от типичных анионообразователей. Поэтому | ||||
| 1709-1785 гг.), профессор минералогии Упсальского | соответствующие соединения, не известные пока в виде | ||||
| университета в Швеции использовал систематику | минералов, должны рассматриваться как сложные оксиды. | ||||
| минералов, близкую к систематике К.Линнея. В 1730 г. | Применение же к ним принятого в химии названия | ||||
| Магнус фон Бромель разделил минералы на восемь классов: | титанатов, подразумевающего под ними соли титановых | ||||
| 1) земли, 2) соли, 3) серы, 4) камни, 5) окаменелости, | кислот, весьма условно. Учитывая отмеченную выше | ||||
| 6) медицинские камни, 7) полуметаллы, 8) металлы. В | близость этих катионов с такими s-катионами как (6)Mg2+ | ||||
| 1739 г. Крамер выделил в минералах семь классов: 1) | , (4)Mg2+, (4)Be2+ и принадлежность соответствующих | ||||
| металлы, 2) полуметаллы, 3) соли, 4) горючие вещества, | элементов к литофилам, все они обозначаются нами как | ||||
| 5) камни, 6) земли, 7) воды. | ds-катионы. К ds-катионам отнесены также (6)Zn2+ (10,2) | ||||
| 9 | В 1779 г. появилась на русском языке систематика | 0 | и (6)Cu2+ (11,0), близкие по СХ/КЧ к (6)Mg2+ (10,2) и | ||
| минералов, разработанная Карлом фон Линнем – Карелусом | (4)Mg2+ (15,3), чем объясняется их близкая | ||||
| Линнеусом (1707-1778 гг.), базировавшаяся, как и его | кристаллохимическая роль, например, в оксишпинелидах, | ||||
| систематика растительного и животного мира, на чёткой | пироксенах и некоторых других минералах. Особое | ||||
| соподчиненности таксонов: класс, отряд, род, вид, | положение на рисунке занимают катионы элементов, | ||||
| вариация. Признаки, клавшиеся в основу этой | выделенных как некайносимметричные | ||||
| систематики, оказались чисто формальными (форма, | d'-комплексообразователи – Zr, Nb и Ta. Несмотря на | ||||
| генезис). Поэтому, например, в отряд калиевой селитры | низкие значения величин СХ/КЧ, в минералах эти катионы | ||||
| попали: селитра, кварц, берилл, корунд; в род буры – | изредка играют роль катионов простых соединений, | ||||
| топаз, турмалины и гранаты; в род поваренной соли – | например, в простых оксидах, цирконе и т.п. | ||||
| флюорит, натриевая селитра. | 80 | Гораздо более характерна для них роль | 0 | ||
| 10 | IV. Металлические тела. В каждом классе выделяются | 0 | электоротрицательных катионов в сложных соединениях | ||
| более мелкие таксоны: отделение, род, вид, отличие, | типа цирконатов, танталониобатов, где они, однако, не | ||||
| разность. Далее класс I. он делит на семь родов: 1. | достигают роли типичных анионообразователей. Склонность | ||||
| известковые, 2. стронциевые, 3. тяжелые, 4. тальковые, | их к комплексообразованию проявляется и в образовании | ||||
| 5. глинистые, 6. цирконные и гиацинтовые, 7. кремнистые | смешанных анионных радикалов цирконо- и | ||||
| земли и камни, что отвечает соединениям Ca, Sr, Ba, Mg, | танталосиликатов. По этим признакам к ним близок и Ti4+ | ||||
| Al, Zr, Si. Последовательность таксонов, Карла фон | , также образующий минералы типа титаносиликатов, в | ||||
| Линнея отразилась на систематике минералов по | которых между Ti и Nb, Ta проявляются изоморфные | ||||
| химическим и физическим признакам, разработанной в | замещения, что является отражением диагонального | ||||
| конце XVIII века Василием Михайловичем Севергиным | сходства Ti с Nb и Ta, о котором речь уже шла выше. | ||||
| (1765—1826), который резко критиковал систематику А.Г. | Таким образом, Ti выступает как элемент с двойственными | ||||
| Вернера за то, что она не учитывала химического состава | кристаллохимическими особенностями – с одной стороны он | ||||
| минералов. Все ископаемые тела В.М.Севергин делит | является членом кайносимметричных d'-элементов, с | ||||
| первоначально, как это делал Авиценна на 4 класса: I. | другой – выступает как равноправный представитель | ||||
| Земли и камни. II. Соли. III. Горючие тела. | некайносимметричных d'-комплексообразователей. Роль | ||||
| 11 | Род известковых земель включает 6 отделений: 1. | 0 | электроорицательных катионов в сложных оксидах, | ||
| известь с воздушною кислотою соединённая (карбонаты | стремящиxся к роли анионообразователей в оксисолях, еще | ||||
| кальция), 2. известь с купоросною кислотою соединённая | ярче выражена у Mo6+ , W6+, особенно при их КЧ = 4, | ||||
| (сульфаты кальция), 3. известь с плавиковой кислотою | отвечающем молибдатам и вольфраматам. Все это | ||||
| соединённая (флюорит), 4. известь с борной кислотою | показывает их естественную связь со сложными оксидами и | ||||
| соединённая (борацит), 5. известь с фосфорною кислотою | противоестественность растаскивания их по принципиально | ||||
| соединённая (апатит и фосфорный известковый камень), 6. | разным таксонам, как это, например, делал | ||||
| известь с прочими землями соединённая (вилуйский | А.С.Поваренных [13], рассматривавший минералы типа | ||||
| гиацинт-вилуит, «стекловатый шпат» - шпинель). Далее | вольфрамитов с КЧ у Mo6+ и W6+, равным 6, среди сложных | ||||
| систематика сроится по физическим признакам, выделяются | оксидов, а минералы типа шеелита с КЧ у Mo6+ и W6+, | ||||
| отличия (мрамор, зернистый известняк, известковый шпат, | равным 4, совсем в другом месте систематики – среди | ||||
| гороховый камень и др.) и разности (а. одноцветные | оксисолей, близких к сульфатам, с которыми они не имеют | ||||
| мраморы: белый, черный и т.д. – всего 9 разностей, б. | никаких генетических связей и объединяются лишь по | ||||
| разноцветные мраморы – всего 11 разностей и т.п.). Иную | формальным признакам – одинаковости КЧ и валентности | ||||
| систематику В.М.Севергин предложил для класса II. | анионообразователей. | ||||
| Солей. Первоначально он делился на 3 отделения: 1. | 81 | То же можно сказать о вычленении ванадатов V5+с КЧ= | 0 | ||
| кислые соли и кислоты, 2. щелочные соли, 3. средние | 4 из других теснейшим образом генетически связанных с | ||||
| соли. Отделение средних солей делилось на роды: род I | ними минералов V5+ , в которых его КЧ = 5 или 6 и | ||||
| углекислые средние соли (3 вида: 1. поташная, 2. | рассмотрение их совместно или близко к минералам класса | ||||
| минеральная и 3. летучая щелочная соль),род II | фосфатов только по формальным признакам: | ||||
| купоросные средние соли (4 вида: 1. глауберова соль, 2. | изоформульности соответствующих кислот; одинаковой | ||||
| купоросный винный камень и т.д.), род III селитряные, | валентности анионообразователей; одинаковости их КЧ. | ||||
| род IV солёные, род V буровые средние соли. | Таким образом, кайносимметричные (6)Ti4+, (6)V4+, | ||||
| 12 | В XVII-XVIII веках появились геометрические | 0 | (4)Fe3+, (4)Mn3+, (4)Ti4+, (6)V5+ , (4)V4+ и | ||
| систематики, например, систематика швейцарского | некайносимметричные (6)Zr4+, (6)Ta5+, (6)Nb5+, (6)W6+, | ||||
| врача-натуралиста М.А. Капеллера (1685-1790 гг.), | (4)Ta5+, (6)Mo6+, (4)Nb5+, (4)W6+, (4)Mo6+ представляют | ||||
| который выделял минералы, кристаллизующиеся: 1) из | группу амфотерных катионов со свойствами от слабо | ||||
| водных растворов; 2) из растворов, содержащих | основных при КЧ = 6 до слабо кислотных при КЧ = 4, | ||||
| взвешенные частицы посторонних тел (глин и т.п.); 3) | заканчивающуюся (4)V5+, проявляющем наиболее кислотные | ||||
| путём упаривания жидкости; 4) в результате сублимации; | свойства. В то же время полновалентные (4)Cr6+ и | ||||
| 5) на поверхности растворов в соприкосновении с | (4)Mn7+ обладают достаточно сильными кислотными | ||||
| воздухом; 6) в движущейся жидкости. Ренэ Жюст Гаюи | свойствами, что выражается в их роли как | ||||
| (1743-1822 гг.), используя закон постоянства гранных | анионообразователей сильных хромовой и марганцевой | ||||
| углов, разработал оригинальную систематику, основанную, | кислот и их солей. Учитывая сказанное, | ||||
| к сожалению, только на наружных признаках, которая тем | кристаллохимическую роль отдельных катионов в | ||||
| не менее использовалась в течение нескольких | минералах, рассмотренные d-катионы целесообразно | ||||
| десятилетий в монографиях по минералогии (например, | разделить на три группы: | ||||
| первое издание «Системы минералогии» Д.Д. Дэна). В 1819 | 82 | а). Литофильные d-катионы с низкими СХ - (4)Fe3+, | 0 | ||
| году появилась классификация кристаллов по 7 сингониям, | (4)Mn3+. Их целесообразно объединить с s-катионами, | ||||
| разработанная Христианом Самуилом Вейсом (1780-1856 | рассматривая как ds-катионы, поскольку они | ||||
| гг.). | кристаллохимически тесно связаны с другими трех- и | ||||
| 13 | Необходимо сказать несколько слов о Йенсене Якобе | 0 | двухвалентными ds-катионами. Это проявляется и в | ||
| Берцелиусе (1779-1848 гг.), который разработал | парагенезисе соответствующих минералов, находящихся | ||||
| номенклатуру химических элементов. Он считал, что все | совместно или закономерно сменяющих друг друга по мере | ||||
| вещества состоят из положительно и отрицательно | изменения окислительного потенциала Eh. В то же время | ||||
| заряженных частиц, удерживаемых силой взаимного | не следует забывать и о значительной роли (4)Fe3+ в | ||||
| притяжения. Самый электроотрицательный элемент – | халькогенных минералах. б). Литофильные d-катионы со | ||||
| кислород, самый положительный – калий. Остальные Й.Я. | средними СХ - (6)Ti4+, (6)V4+, (4)Ti4+, (6)V5+, (4)V4+, | ||||
| Берцелиус расположил. в ряд между ними, распадающийся | (6)Zr4+, (6)Ta5+ , (6)Nb5+, (6)W6+, (4)Ta5+, (6)Mo6+, | ||||
| на три части: электроотрицательные – O, S, N, F, Cl, P, | (4)Nb5+, (4)W6+, (4)Mo6+, (4)V5+. Они образуют как | ||||
| Se, As, Mo, Cr, W, B, C, Sb, Te, Ta, Si, Os; переходный | простые, так и сложные оксиды, которые по своему | ||||
| элемент: H; электроположительные элементы: Au, Ir, Rh, | составу, ряду свойств и особенно генезису, тесно | ||||
| Pt, Pd, Hg, Ag, Cu, Ni, Co, Bi, Zn, Zr, Pb, Ce, U, Fe, | связаны с завершающими этот ряд оксисолями. Вычленение | ||||
| Cd, Zn, Mn, Al, Y, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, K. Эта теория | последних по признаку высоких констант соответствующих | ||||
| объясняла причины образования химических соединений, | кислот и рассмотрение этих классов минералов на этом | ||||
| являлась основой для создания учения об | основании вместе с оксисолями p-анионообразователей | ||||
| электроотрицательности элементов, получившего особенно | (фосфатами или сульфатами), как это обычно делается по | ||||
| большое развитие уже в наше время в работах Л. Полинга, | логически-формальным мотивам, является | ||||
| С.С. Бацанова. В.С. Урусова, А.А. Годовикова. | противоестественным. С этим согласуются средние | ||||
| 14 | Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907 гг.) | 0 | значения Eh, требующиеся для образования подобных | ||
| профессор Петербургского университета в 1869 году | минералов, их низкая растворимость, характер | ||||
| открыл периодический закон, ознаменовавший новую эру в | парагенезиса. в). Литофильные d-катионы с высокими СХ - | ||||
| развитии химии, минералогии, физики. Ученик Вернера Ф. | (4)Cr6+ и (4)Mn7+, являющиеся d-анионообразователями | ||||
| Моос (1773—1839 гг.) в 1811 г. предложил общеизвестную | сильных кислот, рассмотрение которых должно завершать | ||||
| десятибалльную шкалу твердости минералов, которой | кислородные соединения литофильных d-катионов. В | ||||
| пользуются все минералоги до настоящего времени, а в | подкрепление сказанному приведем последовательность | ||||
| 1820 году опубликовал работу «Характеристика | рассмотренных классов оксисолей по мере увеличения силы | ||||
| естественной минералогической систематики». Систематика | кислот (уменьшения константы диссоциации pKа | ||||
| была очень дробной и включала кроме видов подвиды, | соответствующих кислот): | ||||
| разновидности, подразновидности, выделение которых | 83 | Класс (4)-Ванадаты (3,74; H3[VO4]) Класс | 0 | ||
| опиралось на косвенные признаки. 1852 год ознаменовался | (4)-Молибдаты (2,54; H2[MoO4]) Класс (4)-Вольфраматы | ||||
| появлением «Кристаллохимической систематики минералов», | (2,20; H2[WO4]) Класс (4)-Хроматы (0,80; H2[CrO4]) В | ||||
| опубликованной Густавом Розе (1798-1873 гг.), которая | качестве ds-катиона в некоторых минералах выступают | ||||
| опиралась на разработки Й. Я. Берцелиуса. | (12)Ag+ (1,2), играющий, например, в аргентоярозите | ||||
| 15 | И вот, Джеймс Дуайт Дэна (1813-1895 гг.) – | 0 | роль (12)K+ (0,61) , а также (4)Zn2+ (15,3) и (4)Cu2+ | ||
| минералог и геолог Йельского университета, США, автор | (16,5), которые обычно являются типичными | ||||
| книги «Система минералогии» создал удачную химическую | халькофильными катионами и лишь изредка играют роль | ||||
| систематику минералов, в основу которой положен | ds-катионов, например, в оксишпинелидах. Остальные | ||||
| Периодический закон Д.И. Менделеева. Систематику | d-катионы с КЧ 4 и ниже являются типично | ||||
| Дж.Д.Дэна разрабатывал постепенно, и она достигла | халькофильными. Те же признаки положены в систематику | ||||
| совершенства в 6 издании (1920 год). Все минералы были | p-катионов (рис. 3), которые можно объединить по их | ||||
| подразделены на 8 больших групп (типов). I. Самородные | роли в минералах в 6 групп: а). ps-Катионы литофильных | ||||
| элементы. II. Сульфиды, селениды, теллуриды, арсениды, | элементов- (6)Al3+ и (4)Al3+, близкие | ||||
| антимониды. III. Сульфосоли – сульфоарсениды, | кристаллохимически, как уже отмечалось, к (6)Mg2+ и | ||||
| сульфоантимониды, сульфовисмутиды. IV. Галогениды – | особенно к (4)Mg2+ и (4)Be2+. Сюда по величине СХ/КЧ | ||||
| хлориды, бромиды, иодиды; фториды. V. Оксиды. VI. | можно было бы отнести (6)Ge4+ и (6)Si4+. Однако, | ||||
| Оксосоли: 1. карбонаты; 2. силикаты; 3.титанаты ; 4. | (6)Si4+ устойчив только при очень высоких давлениях | ||||
| фосфаты, арсенаты, ванадаты, антимонаты, нитраты ; 5. | (стишовит со структурой типа рутила) и оказывается в | ||||
| бораты, уранаты ; 6. сульфаты, хроматы, теллураты ; 7. | составе минералов, образующихся в земной коре, крайне | ||||
| вольфраматы, молибдаты. VII.Соли органических кислот: | редко. Из них пока можно указать лишь на единственно | ||||
| оксалаты, меллаты и т.д. VIII. Углеводороды. | твердо установленный минерал - таумасит с формулой | ||||
| 16 | В основу объединения минералов в крупные таксоны | 0 | Ca3Si(OH)6[CO3][SO4] ·12H2O. | ||
| Дж. Д. Дэна клал тип аниона, учитывая сходство между | 84 | Если же учесть тесную генетическую связь минералов | 0 | ||
| элементами, вытекающее из их положения в Периодической | (6)Ge4+ и (6)Si4+ с минералами (4)Ge4+ и (4)Si4+, | ||||
| системе. Но есть и отступления. Так титанаты | относящимися к очень слабым ангидридам кремневой и | ||||
| рассматриваются вслед за силикатами в одном с ними типе | германиевой кислот и их солям, представляется более | ||||
| (автор переоценил сходство Si4+ и Ti4+), нитраты – | целесообразным, в силу тех же причин, о которых | ||||
| вместе с фосфатами, арсенатами , антимонатами (N, P, | говорилось выше, минералы (6)Ge4+ и (6)Si4+ | ||||
| As, Sb находятся в одной группе в Периодической | рассматривать совместно с минералами (4)Ge4+ и (4)Si4+, | ||||
| системе, но свойства N как кайносимметрика существенно | отделив их от минералов (6)Al3+ и (4)Al3+. При этом | ||||
| отличаются от свойств P, As, Sb), уранаты – вместе с | нельзя забывать об определенной кристаллохимической | ||||
| боратами (причины этого объединения не понятны). В | близости (4)Al3+ и (4)Si4+, выражающейся в | ||||
| основе объединения минералов в мелкие таксоны лежат | существовании многочисленных алюмосиликатов с | ||||
| свойства электроположительных элементов и в особенности | гетероядерными алюмокремневыми полимерными радикалами. | ||||
| соотношения между электроположительными и | б). Литофильные анионообразователи оксикислот, к | ||||
| электроотрицательными элементами. В случае оксосолей в | которым относятся полновалентные катионы p-элементов, | ||||
| основе выделения таксонов лежат отношения между | выделенныe ранее в легкие анионообразователи – (4)Si4+, | ||||
| основаниями и ангидридами, а также принадлежность их к | (4)B3+, (4)P5+, (3)B3+, (4)S6+, (4)Cl7+, (4)C4+, | ||||
| безводным, кислым, основным солям и кристаллогидратам. | (4)N5+. Здесь особо надо отметить различные КЧ, которые | ||||
| 17 | Владимир Иванович Вернадский (1863-1945 гг.) – | 0 | может иметь B, из-за чего его свойства как | ||
| академик Императорской академии наук, заведующий | анионообразователя существенно меняются – (4)B3+ по | ||||
| минералогическим отделением геологического музея | этим признакам находится между (4)Si4+ и (4)P5+, тогда | ||||
| Академии наук высоко ценил работы по систематике | как (3)B3+ – между (4)P5+, и (4)S6+. Кроме того, | ||||
| минералов, считал, что «установление естественной, | известно много минералов, содержащих полимерные | ||||
| правильной классификации связано с глубочайшим охватом | радикалы с (4)B3+ и (3)B3+ одновременно, существенно | ||||
| химических и минералогических явлений» [Вернадский В.И. | отличающиеся по свойствам и условиям образования, | ||||
| 1923. История минералов земной коры. Пг., НХТИ, вып. 1, | парагенезису от остальных боратов. | ||||
| 208 с.]. В.И. Вернадский принял точку зрения Й.Я. | 85 | К этой же группе условно отнесены соли (4)S4+ – | 0 | ||
| Берцелиуса на минералогию как на химию земной коры. | сульфиты, поскольку несмотря на низкое значение СХ/КЧ у | ||||
| 18 | Основные требования к систематике минералов, | 0 | этого анионообразователя (17,8), сернистая кислота | ||
| сформулированнные В.И. Вернадским: 1. В основу | относится к сильным кислотам (pKa = 1,85) и ее соли | ||||
| систематики должны быть положены химические свойства | вполне могут рассматриваться в связи с сульфатами, от | ||||
| веществ, элементов их образующих, сходство и различие в | которых их отличает прежде всего более низкая величина | ||||
| свойствах этих элементов и др. химические признаки. 2. | Eh, необходимая для их образования. (На рис. 3 | ||||
| Систематика должна учитывать генетические и | отсутствует точка (4)S4+). в). ps-Катионы халькофильных | ||||
| парагенетические их особенности, что должно выражаться | элементов – (12)Tl+, (12)Pb2+, (8)Pb2+,(8)Sb3+ и | ||||
| в объединении в отдельные, желательно максимально более | (8)Bi3+. Из них (12)Tl+ является, как уже говорилось, | ||||
| крупные по числу минеральных видов, таксоны минералов, | кристаллохимическим аналогом (12)K+ в паре джерфишерит | ||||
| близких по генезису (парагенезису), отвечать пониманию | - талфенисит и т.п. минералах; (12)Pb2+ – (12)Ca2+ в | ||||
| физико-химических связей между таксонами, | македоните; (12)Ba2+,(12)K+ – в минералах типа | ||||
| закономерностей перехода от одних из них к другим. 3. | голландита; (8)Pb2+, (8)Sb3+ и (8)Bi3+ – (8)Ca2+, | ||||
| Структурные (геометрические), часто называемые | (8)TR3+ в минералах со структурой пирохлора. Эти же | ||||
| кристаллохимическими, особенности минералов являются их | катионы входят в состав и некоторых других литофильных | ||||
| вторичными ( следующего уровня после химических) | минералов. | ||||
| признаками, поскольку они определяются химическим | 86 | г). Халькофильные p-катионы с низкими СХ, – (4)Tl+, | 0 | ||
| составом минералов, физико-химическими параметрами их | (3)Tl+, (6)Pb2+, (6)Sb3+, (6)Bi3+, (6)As3+, (6)Te4+, | ||||
| образования. их безусловно необходимо учитывать в | (4)As3+, (4)Te4+, (6)In3+, (4)Tl3+, (4)In3+, (6)Sn4+, | ||||
| систематике, но лишь на более низком уровне её | (4)Pb4+, (4)Sn4+, (4)Ga4+, выступающие в качестве | ||||
| таксонов. | электроположительных компонентов простых и сложных | ||||
| 19 | Анатолий Георгиевич Бетехтин (1897-1962 гг.) – | 0 | халькогенных соединений, халькосолей, в которых КЧ | ||
| автор «Минералогии», полнейшего издания-справочника по | многих катионов возрастает, например, для Pb2+ до 7 и | ||||
| минералогии (1950 год), не превзойденного до сего | даже 8, для Cu+ до 6 и т.д., а также в кислородных | ||||
| времени. А.Г. Бетехтин выделял шесть разделов. Раздел | минералах, относящихся к арсенитам, ..., теллуритам, | ||||
| I. Самородные элементы и интерметаллические соединения. | теллуратам. д). Халькофильные p-катионы со средними СХ | ||||
| В разделе I выделял 10 групп. Раздел II. Карбиды, | – (3+Е)Sb3+, (3+Е)Bi3+, (3+Е)As3+, (6)Bi5+, (6)Sb5+, | ||||
| нитриды и фосфиды. Раздел III. Сульфиды, сульфосоли и | (6)Te6+, (4)Sb5+, (6)As3+, выступающие в виде | ||||
| им подобные соединения. В разделе III выделял 2 класса: | электроотрицательных компонентов в сложных сульфидах и | ||||
| В классе I – 16 групп, в классе II – 10. Раздел IV. | оксидах, анионообразователей халькосолей ? оксисолей | ||||
| Галоидные соединения (галогениды). I класс. Фториды.5 | типа арсенитов, ..., теллуритов и теллуратов. При этом, | ||||
| групп. II класс. Хлориды, бромиды, иодиды. 5 групп. | по своим свойствам и условиям образования последние | ||||
| Раздел V. Окислы (оксиды). I класс. Простые и сложные | минералы ближе к соответствующим сложным соединениям, | ||||
| окислы, с 16 группами. II класс. Гидроокислы и окислы, | нежели к типичным оксисолям вроде фосфатов и сульфатов, | ||||
| содержащие гидроксил, с 6 группами. Раздел VI. | среди которых они обычно рассматриваются без должных на | ||||
| Кислородные соли (оксисоли), в котором 10 классов. I | то оснований. В этом отношении они напоминают | ||||
| класс. Иодаты. II класс. Нитраты. | рассмотренные выше танталониобаты, молибдаты, | ||||
| 20 | III класс. Карбонаты. Безводные карбонаты. 6 групп. | 0 | вольфраматы, ванадаты. | ||
| Водные карбонаты. 4 группы. IV класс. Сульфаты, | 87 | е). Халькофильные анионообразователи радикалов | 0 | ||
| селенаты, теллураты. 16 групп. V класс. Хроматы VI | оксисолей – (4)Ge4+, (4)As5+, (4)Se6+. Оксисоли, | ||||
| класс. Молибдаты и вольфраматы. 3 группы VII класс. | отвечающие таким кислотам из-за кристаллохимического | ||||
| Фосфаты, арсенаты и ванадаты. Безводные фосфаты, | логически-формального сходства обычно помещают в | ||||
| арсенаты и ванадаты. А. Кислые безводные фосфаты, | систематике сразу же за силикатами, фосфатами и | ||||
| арсенаты и ванадаты. Б. Нормальные безводные фосфаты, | сульфатами соответственно. Условно сюда же причисляются | ||||
| арсенаты и ванадаты. 2 гр. В. Основные безводные | селениты, которые несмотря на то, что | ||||
| фосфаты, арсенаты и ванадаты.9 групп. Водные фосфаты, | анионообразователь (4)Se4+ имеет низкое значение СХ/КЧ, | ||||
| арсенаты и ванадаты. А. Кислые водные фосфаты, арсенаты | являются солями достаточно сильных кислот, напоминая в | ||||
| и ванадаты. Б. Нормальные водные фосфаты, арсенаты и | этом отношении сульфиты с анионообразователем (4)S4+. | ||||
| ванадаты. 5 групп. В. Основные водные фосфаты, арсенаты | Однако, учитывая условия образования этих минералов в | ||||
| и ванадаты. 7 групп. | основном за счет окисления халькофильных минералов, | ||||
| 21 | VIII класс. Арсениты. IX класс. Бораты. Безводные | 0 | тесную их химическую и парагентическую связь с | ||
| бораты. А. Кислые безводные ортобораты. Б. Нормальные | минералами, образуемыми элементами двух предыдущих | ||||
| безводные ортобораты. В. Основные безводные бораты. 6 | групп, наиболее естественным является завершение ими | ||||
| групп. Водные бораты. 1. Водные метобораты. 2. Водные | рассмотрения минералов халькофильных элементов. При | ||||
| тетрабораты. 3. Водные пентабораты. 4. Водные | этом следует учитывать следующую последовательность | ||||
| гексабораты. 5. Прочие полибораты. X класс. Силикаты. | классов минералов в зависимости от силы их кислот: | ||||
| Подкласс А. Силикаты с изолированными тетраэдрами SiO4 | 88 | Класс (6)-Арсениты (9,23; H3AsO3) Класс | 0 | ||
| в кристаллических структурах. 18 групп. Подкласс Б. | (4)-Германаты (9,10; H2[GeO4]) – рассматриваются вслед | ||||
| Силикаты с изолированными группами тетраэдров SiO4 в | за силикатами Класс (6)-Теллураты (7,61; H6TeO6 или | ||||
| кристаллических структурах. | Te(OH)6) Класс (4)-Теллуриты (2,57; H2TeO3) Класс | ||||
| 22 | а. Силикаты с изолированными группами тетраэдров | 0 | Селениты (2,75; H2SeO3) Класс (4)-Арсенаты (2,25; | ||
| Si2O7 в кристаллических структурах. 4 группы. б. | H3[AsO4]) Класс (4)-Селенаты (1,92; H2[SeO4]) Подводя | ||||
| Силикаты с кольцевыми радикалами. 5 групп. Подкласс В. | итог и учитывая некоторые известные факты, можно | ||||
| Силикаты с непрерывными цепочками тетраэдров SiO4 в | представить систематику важнейших, входящих в минералы | ||||
| кристаллических структурах. а. Силикаты с с одинарными | ионов, в следующем виде (в скобках указаны величины | ||||
| анионными цепочками. 1 группа. б. Силикаты с двойными | СХ/КЧ): 1. Водородные и водородсодержащие ионы, | ||||
| анионными цепочками. 2 группы. в. Силикаты с с более | нейтральные молекулы – H+, (H3O) +, NH+4; (OH)-; H2O. | ||||
| сложной цепочечной структурой. 2 гр. Подкласс Г. | 2. Катионы литофильных элементов с низкими СХ, | ||||
| Силикаты с непрерывными слоями тетраэдров SiO4 в | включающие: a). s-Катионы – (12)Cs+ (0,35), (12)Rb+ | ||||
| кристаллических структурах. Выделяются 13 групп. | (0,47), (9)Cs+ (0,47), (12)K+ (0,61), (9)Rb+ (0,63), | ||||
| Подкласс Д. Силикаты с непрерывными трёхмерными | 89 | (12)Ba2+(0,96), (12)Sr2+(1,3), (9)Ba2+(1,3), | 0 | ||
| каркасами из тетраэдров (Si,Al)O4 в кристаллических | (12)Na+(1,5), (12)Ca2+(1,8), (9)Sr2+(1,8), (9)Na+(2,0), | ||||
| структурах. Выделяются 7 групп: группа полевых шпатов с | (9)Ca2+ 2,5), (6)Na+ (3,1), (6)Ca2+(3,7), (6)Li (3,7), | ||||
| 3 подгруппами: плагиоклазов, ортоклазов, гиалофанов; | (4)Li+(7,1), (6)Mg2+(10,2), (4)Mg2+ (15,3), (6)Be2+ | ||||
| группа скаполита ; группа лейцита ; группа нефелина; | (21,8), (4)Be2+ (32,8). б). f-Катионы – (12)Ce3+(2,0), | ||||
| группа содалита ; группа канкринита ; группа цеолитов с | (12)La3+(2,0), (12)Th4+(2,7), (8)Ce3+ (3,1), (12)U4+ | ||||
| подгруппами шабазита, натролита – томсонита, гейландита | (3,65), (8)Th4+ (4,1); особыми свойствами обладает U6+, | ||||
| и филлипсита. Прочие цеолиты. Прочие силикаты с | встречающийся в минералах преимущественно в виде иона | ||||
| анионами каркасного строения. . | уранила (UO2)2+, образующего слабые урановые кислоты, | ||||
| 23 | Иван Николов Костов (1913 – 2004 гг.) – болгарский | 0 | уранаты и многочисленные уранил-оксисоли. | ||
| минералог и кристаллограф разработал систематику | в).df-Катионы– (12)Y3+(2,7), (6)Y3+(4,0), | ||||
| минералов, опирающуюся на химический состав минералов и | (12)Sc3+(4,2), (6)Sc3+(6,3). г). ds-Катионы – | ||||
| парагенетические ряды отдельных элементов, в которой | (12)Ag+(1,2), (6)Mn2+(6,7), (6)Fe2+(7,4), (6)Co2+ | ||||
| выделил 12 классов. Класс I. Самородные элементы. А. | (8,3), (6)Ni2+(9,3), (6)Ti3+(10,10), (6)Zn2+(10,2), | ||||
| Металлы – 5 групп. Б. Полуметаллы и неметаллы – 4 | (6)Cu2+(11,0), (6)V3+(11,5), (6)Cr3+(12,9), | ||||
| группы. В. Карбиды, нитриды, фосфиды. Класс II. | (6)Fe3+(14,4), (6)Mn3+(14,9), (4)Fe3+ (21,6), | ||||
| Сульфиды и сульфосоли. А. Интерметаллические | (4)Mn3+(22,4); частично эту же роль играют (4)Zn2+ | ||||
| соединения. Б. Сульфиды и их аналоги, среди которых: 1. | (15,3) и (4)Cu2+(16,5), более характерные для | ||||
| металлические – 14 групп; 2. полуметаллические – 4 | халькофильных минералов; катионы (6)Mn2+(6,7), | ||||
| группы. В. Сульфосоли – 10 групп. | (6)Fe2+(7,4), (6)Co2+(8,3), (6)Ni2+(9,3), (6)Cr3+ | ||||
| 24 | Класс III. Галогениды. А. Фториды – 4 группы. Б. | 0 | (12,9), (6)Fe3+ (14,4), (6)Mn3+ (14,9), (4)Fe3+ (21,6), | ||
| Хлориды, бромиды, иодиды – 10 групп. Класс IV. Окислы и | (4)Mn3+ (22,4), особенно выделенных жирным шрифтом. | ||||
| гидроокислы. А. Окислы и гидроокислы металлов – 21 | 90 | выступают также как халькофильные катионы с низкими | 0 | ||
| группа. Б. Окислы полуметаллов и металлоидов – 4 | СХ (гр. 4.г). д). ps-Катионы литофильных элементов – | ||||
| группы. Класс V. Силикаты. А. Силикаты – 27 | (6)Al3+(21,4), (6)Ge4+ (29,2), (4)Al3+(32,2), | ||||
| изолированных тетраэдрических групп. Б. Цепочечные | (6)Si4+(37,6). е). ps-Катионы халькофильных элементов – | ||||
| силикаты – 5 групп. В. Листовые силикаты – 9 групп. Г. | (12)Tl+ (0,48), (12)Pb2+ (1,3), (8)Pb2+(1,9), | ||||
| Каркасные силикаты – 12 групп. Класс VI. Бораты – 10 | (8)Sb3+(3,3), (8)Bi3+(3,4), (6)Pb2+(2,5), (6)Sb3+(4,4), | ||||
| групп. Класс VII. Фосфаты, арсенаты, ванадаты – 33 | (6)Bi3+(4,6), (6)As3+(5,7), (6)Te4+(6,0); катионы | ||||
| группы. Класс VIII. Вольфраматы, молибдаты – 3 группы. | (6)Pb2+(2,5), (6)Sb3+(4,4), (6)Bi3+(4,6), (6)As3+(5,7), | ||||
| Класс IX. Сульфаты. А. Сульфаты – 21 группа. Б. | (6)Te4+(6,0) выступают в качестве катионов также в | ||||
| Селенаты, селениты, теллураты, теллуриты – 2 группы. | некоторых халькосолях. 3. Катионы - | ||||
| Класс X. Хроматы. Класс XI. Карбонаты – 13 группы. | комплексообразователи литофильных элементов с низкими - | ||||
| Класс XII. Нитраты и иодаты. А. Нитраты. Б. Иодаты. | средними СХ, включающие: а). Катионы | ||||
| 25 | Георгий Павлович Барсанов (1907 – 1991 гг.) – | 0 | некайносимметричных d'-комплексообразователей с низкими | ||
| замечательный минералог и педагог, специалист в области | - средними СХ – (12)Zr4+(4,5), (6)Zr4+(9,4), (6)Ta5+ | ||||
| истории минералогии, директор Минералогического музея | (12,7), (6)Nb5+(15,2), (6)W6 +(17,8), (4)Ta5+(19,1), | ||||
| им. А.Е. Ферсмана АН СССР (1952–1976), вице-президент | (6)Mo6+(20,6), (4)Nb5+(22,7), (4)W6+(26,8), | ||||
| Международной минералогической ассоциации (1960–1964), | (4)Mo6+(30,9). б). Катионы кайносимметричных | ||||
| зав. кафедрой минералогии МГУ (1953–1986). Г.П. | d'-комплексообразователей со средними СХ – | ||||
| Барсанов считал, что в основе классификации минеральных | (6)Ti4+(15,8), (6)V4+(17,8), (4)Ti4+(23,7), (6)V5+ | ||||
| тел должны лежать: 1) тип химической связи в | (25,6), (4)V4+(26,7), (4)V5+(38,4), (4)Cr6+(54,4), | ||||
| кристаллах; 2) качественный состав атомов, входящих в | (4)Mn7+(121,3). | ||||
| кристалл и связанных друг с другом через тот или иной | 91 | 4. Халькофильные катионы с низкими СХ, включающие: | 0 | ||
| тип химической связи; 3) как и чем окружены атомы | а). Катионы халькофильных элементов с низкими СХ – | ||||
| (ионы) в кристаллической пространственной структуре, | (4)Tl+ (1,45), (3)Tl+(1,9), (6)Pb2+(2,5), (4)Ag+(3,5), | ||||
| т.е. координация, тип упаковки, мотив структуры. | (4)Au+ (3,6), (6)Sb3+ (4,4), (6)Bi3+(4,6), | ||||
| 26 | Все минералы Г.П. Барсанов разделил по типу связи, | 0 | (6)As3+(5,7), (6)Te4+(6,0), (4)Cu+ (6,2), (4)Hg2+ | ||
| зависящей от атомного состава соединения, на 4 типа. | (7,7), (4)As3+(8,6), (4)Te4+(8,9), (3+E)Sb3+(8,9), | ||||
| Далее в основу деления минеральных видов на классы | (3+E)Bi3+(9,1), (6)In3+(9,7), (6)Zn2+(10,2), | ||||
| внутри выделенных типов, по мнению автора, должен быть | (6)Cu2+(11,0), (3+E)As3+(11,4), (4)Tl3+ (12,8), | ||||
| качественный состав анионов, строящих ту или иную | (4)In3+(14,6), (4)Zn2+(15,3), (4)Cu2+(16,5), | ||||
| структуру. Внутри классов выделяются таксоны в | (6)Sn4+(16,9), (4)Pb4+(17,5), (4)Sn4+(25,3), | ||||
| зависимости от наличия или отсутствия в структуре | (4)Ga3+(37,8) и катионы тех же элементов с более | ||||
| добавочных анионов (например F-1, Cl-1, (OH)-1 в | низкими КЧ; катионы (6)Pb2+ (2,5), (6)Sb3+ (4,4), | ||||
| узловом положении) к главному или комплексных анионов | (6)Bi3+ (4,6), (6)As3+ (5,7), (6)Te4+ (6,0) выступают в | ||||
| (например, [SO4]-2+[PO4]-3 или [SiO4]-4+[PO4]-3 и др.). | качестве катионов также в некоторых в оксидах (см. гр. | ||||
| Наконец, следующий по соподчинённости таксон выделяется | 2.е), (6)Sb3+ (4,4), (6)Bi3+ (4,6), (6)As3+ (5,7), | ||||
| по качественному составу катионов [1a]. Тип I. Атомные | (6)Te4+ (6,0), (4)As3+ (8,6), (4)Te4+ (8,9), (3+E)Sb3+ | ||||
| (частью ионные) решетки с металлическим или ковалентным | (8,9), (3+E)Bi3+ (9,1), (3+E)As3+ (11,4), (6)Sn4+ | ||||
| типом связи. Класс: свободные атомы элементов. | (16,9) – в качестве комплексообразователей в ряде | ||||
| Подклассы. I. Структура типа Cu: группа меди – золота. | сложных халькогенных и кислородных соединений (гр. 5). | ||||
| II. – типа ? – Fe: группа железа. III. – типа Оs: | б). Некоторые, в первую очередь выделенные жирным | ||||
| группа осмия – рутения. IV – типа Sb: группа сурьмы – | шрифтом, катионы кайносимметричных d'-элементов – | ||||
| мышьяка. V – типа Te: группа теллура. VI – типа графита | (6)Mn2+ (6,7), (6)Fe2+ (7,4), (6)Co2+ (8,3), (6)Ni2+ | ||||
| (слоистые): группа графита. VII – типа алмаза: группа | (9,3), (6)Cr3+ (12,9), (6)Fe3+ (14,4), | ||||
| алмаза. VIII – молекулярная структура: группа серы. | 92 | (6)Mn3+ (14,9), (4)Fe3+ (21,6), (4)Mn 3+ (22,4), | 0 | ||
| Класс: интерметаллические соединения. 3 группы: | широко известные в минералах как ds-катионы (см. гр. | ||||
| амальгамы; домейкита; дискразита, мальдонита, | 2.г). 5. Халькофильные катионы-комплексообразователи (в | ||||
| хедлейита. | основном катионы халькофильных элементов со средними | ||||
| 27 | Тип II. Ионные решетки с ковалентным ( реже ионным | 0 | СХ) – (6)Sb3+ (4,4), (6)Bi3+(4,6), (6)As3+(5,7), | ||
| ) типом связи. Класс: сернистые соединения. Сульфиды | (6)Te4+(6,0), (4)As3+(8,6), (4)Te4+ (8,9), | ||||
| простые. Подклассы. I. Структура типа куприта. II. – | (3+E)Sb3+(8,9), (3+E)Bi3+(9,1), (3+E)As3+(11,4), | ||||
| антифлюоритового типа: группа дигенита. III. – типа | (6)Sn4+(16,9), (6)Bi5+(17,2), (6)Sb5+(24,3), | ||||
| NaCl. IV – типа NaCl деформированная: группа | (6)Ge4+(29,2), (6)Te6+(33,1), (4)Sb5+ (36,4), | ||||
| герценбергита, киновари. V – типа никелина: группа | (6)As5+(42,4), (4)Ge4+(43,6), (4)As5+(63,7), | ||||
| миллерита, пирротина. VI – типа сфалерита: группа | (4)Se6+(78,0); катионы (6)Sb3+(4,4), (6)Bi3+ (4,6), | ||||
| сфалерита, вюртцита. VII – типа сфалерита сдвоенные: | (6)As3+(5,7), (6)Te4+(6,0), (4)As3+ (8,6), | ||||
| группа халькопирита. VIII – типа шпинели: группа | (4)Te4+(8,9), (3+E)Sb3+(8,9), (3+E)Bi3+(9,1), | ||||
| линнеита. IX – ленточного типа: группа антимонита. X – | (3+E)As3+(11,4), (6)Sn4+(16,9) некоторые из которых | ||||
| слоистого типа: группа молибденита. XI – структуры | выступают также как катионы халькофильных элементов с | ||||
| слоистые с усложненными связями: группа ковеллина. XII | низкими СХ, например, 6)Sb3+ (4,4), (6)Bi3+(4,6), | ||||
| – типа NaCl с группой S2-2: группа пирита – марказита. | (6)As3+(5,7). 6. p-Анионообразователи (катионы легких и | ||||
| XIII – молекулярные структуры: группа реальгара. С | тяжелых анионообразователей) – (4)Si4+(56,4), | ||||
| комплексными анионами. Подклассы. I. Структура типа | (4)B3+(86,2), (4)P5+(90,3), (3)B3+(114,9), | ||||
| сфалерита (простые и сдвоенные): группа германита, | (4)S6+(130,2), (4)Cl7+(181,8), (3)C4+(238,8), (3)N5+ | ||||
| группа вольтцина. II. – типа блёклых руд: группа | (418,3); (4)S4+(17,8), (3)I5+(23,7), (3)Br5+(27,3). | ||||
| дигенита. III. – ленточного типа: группа сарторита и | 93 | Приведенная систематика катионов положена в основу | 0 | ||
| др. IV – слоистого типа: группа цилиндрита, киновари. V | дальнейшей систематики минералов, особенно в пределах | ||||
| – с невыясненными структурами: группа айкинита, | классов, выделяемых по характеру анионов. В то же время | ||||
| фрейеслебенита. Класс: селениды. Подклассы. I. | она показывает, что одни и те же катионы могут играть | ||||
| Структура типа куприта. II. – антифлюоритового типа. | катионную роль в минералах разных типов, например, в | ||||
| III. – типа NaCl. IV – типа сфалерита. V – ленточного | литофильных и халькофильных, выступать в одних | ||||
| типа. VI – слоистого типа. Класс: теллуриды. Подклассы. | минералах как катионы, проявляя свои основные свойства, | ||||
| I. Структура. антифлюоритового типа, II. – типа NaCl. | а в других - как анионообразователи, проявляя свои | ||||
| III. –типа сфалерита. IV – ленточного типа. V | кислотные свойства. Величина СХ/КЧ в целом | ||||
| –слоистого типа. | предоопределяет роль катионов в соединениях, но она не | ||||
| 28 | Класс: арсениды. Арсениды простые. Подклассы. I. | 0 | может использоваться как строгий формальный критерий, | ||
| Структура типа никелина. II. – типа NaCl с группой | поскольку свойства катионов в большой мере зависят и от | ||||
| As2-2: группа скуттерудита. С комплексными анионами. | тонкостей строения атомов, в частности принадлежности | ||||
| Подкласс. I. Структура типа NaCl с группой (As – S)-2: | их к кайно- или некайносимметрикам, величины их Z. В то | ||||
| группа кобальтина – арсенопирита. Класс: Антимониды. | же время во многих случаях она позволяет судить не | ||||
| Антимониды простые. Подкласс. I. Структура типа | только о роли катиона в соединении, но и о возможности | ||||
| никелина. С комплексными анионами. Подкласс. I. | изоморфизма между ним и другими катионами, особенно | ||||
| Структура типа NaCl с группой [(Sb,As) – S]-2. II. | если они близки по другим признакам. | ||||
| –типа сфалерита (вюртцита). Тип III.Типичные ионные | 94 | Остановимся на принципах выделения в систематике | 0 | ||
| решетки без комплексных анионных групп в структурах. | высших таксонов, их последовательности, связи между | ||||
| Класс: хлориды, бромиды, иодиды. Подклассы. I. | ними. К высшим таксонам относятся все таксоны до | ||||
| Структура типа NaCl: группа кераргирита. II – типа | классов, квазиклассов и субклассов включительно, хотя | ||||
| сфалерита: группа нантокита. III – с невыясненными | далеко не все авторы дают им специальные названия, | ||||
| структурами: группа каломели. С ионными связями. | трассируя их последовательность цифрами (сначала | ||||
| Подклассы. I. Структура типа NaCl: группа галита. II – | римскими, а затем арабскими) и буквами (сначала | ||||
| с невыясненными структурами: группа риннеита. С | заглавными, затем – строчными), или только | ||||
| кристаллизационной водой: группа карналлита. Сложные с | последовательно увеличивающимися цифровыми индексами. В | ||||
| добавочными анионами (ОН)-1, О-2 и др.: группа | качестве ведущего признака выделения высших таксонов | ||||
| кененита, группа добреита. Класс: фториды. Фториды | принят преимущественный тип химической связи, по | ||||
| простые. | которому все минералы объединены в пять типов: 1.Тип: | ||||
| 29 | Подклассы. I. Структура типа NaCl: группа | 0 | Минералы преимущественно с металлическим и | ||
| виллиомита. II – типа флюорита: группа флюорита. III. – | металлически-ковалентным типом связи – самородные | ||||
| структура невыясненного типа: группа иттрокальцита – | металлы и полуметаллы, металлиды и полуметаллиды. | ||||
| флюоцерита. Сложные безводные. Подкласс. I. Структура | 2.Тип: Минералы преимущественно с | ||||
| невыясненного типа: группа криолита, группа ферручита. | металлически-ковалентным и ионно-ковалентным, редко с | ||||
| С кристаллизационной водой и добавочными анионами. | остаточным типом связи – халькогенные соединения и | ||||
| Подкласс. I. Структура невыясненного типа: группа | самородные VIа-неметаллы. 3.Тип: Минералы | ||||
| томсенолита, группа геарксутита – ральстонита, группа | преимущественно с ионно-ковалентным и ковалентно-ионным | ||||
| кридита. Класс: окислы. Окислы простые. Подклассы. I. | типом связи – неметаллиды легкого (типического, | ||||
| Структура типа куприта. II –типа NaCl. III – типа | кайносимметричного) VIa-элемента (О) – кислородные | ||||
| сфалерита. IV – типа RO с невыясненными структурами. V | соединения. | ||||
| – типа шпинели с координацией (6). VI – типа рутила: | 95 | 4.Тип: Минералы преимущественно с ковалентно-ионным | 0 | ||
| группа рутила – ильменорутила, касситерита, группа | и ионным типом связи – галогенные соединения 5.Тип: | ||||
| пиролюзита. VII – типа флюорита: группа уранинита. VIII | Углерод, его соединения (кроме карбонатов) и близкие к | ||||
| – молекулярные структуры: группа арсенолита – | ним вещества. Среди выделенных типов отсутствует тип | ||||
| клаудетита. Окислы водные. Подклассы. I. Структура | "элементарных (простых) веществ", обычно | ||||
| слоистого типа: группа брусита, бёмита, лепидокрокита. | начинающий большинство известных минералогических | ||||
| II. – ленточного типа: группа диаспора. Окислы водные с | систематик. Это вполне оправдано и необходимо, так как | ||||
| невыясненными структурами: группа псиломелана – | в тип элементарных веществ объединяют вещества с самыми | ||||
| тунгстита-кларкеита. Коллоидные тела. Группа лимонита – | различными видами химической связи – металлы, | ||||
| варламовита. | полуметаллы, неметаллы, полупроводники, молекулярные | ||||
| 30 | Окислы водные с добавочными анионами. Подкласс. I. | 0 | вещества. Общее между ними лишь то, что каждое из этих | ||
| Структура слоистого типа: группа пироаурита – заратита. | веществ состоит из атомов одного сорта. В то же время | ||||
| Окислы сложные. Подклассы. I. Структура островного | свойства, условия образования, парагенезис элементарных | ||||
| типа: группа хризоберилла. II –типа шпинели: группа | (самородных) веществ с различным типом связи не имеют | ||||
| шпинелидов. III – типа перовскита, браунита. IV –с | практически ничего общего. Поэтому трудно построить | ||||
| невыясненными структурами: группа коронадита – | систематику элементарных веществ так, чтобы получить | ||||
| псевдобрукита. V – коллоидного типа: группа аллофана. | естественный переход от них к минералам следующего | ||||
| Тип IV. Ионные решетки с наличием в структуре | таксона. Целесообразнее из выделявшегося ранее типа | ||||
| комплексного аниона. Класс: ниоботанталаты и | "элементарных (простых) веществ" вычленить | ||||
| ниоботанталотитанаты. Кристаллические. Подклассы. I. | самородные металлы, металлиды, полуметаллы и | ||||
| Структура типа рутила: группа тапиолита, группа | полуметаллиды в самостоятельный тип, что и сделано | ||||
| колумбита. II – с структурами типа АВХ4: группа | выше. | ||||
| стибиотанталита, группа симпсонита. Метамиктные | 96 | При этом самородные металлы помещаются впереди | 0 | ||
| (коллоидоподобные). Подклассы. I. Структура типа АВ2Х6 | соответствующих металлидов, а полуметаллы - перед | ||||
| : группа самарскита, группа ферсмита, группа виикита, | соответствующими полуметаллидами. Точно также | ||||
| (отчасти)группа эвксинита, группа эшинита. II –типа | самородные неметаллы – S и Se, рассматриваются перед | ||||
| АВХ4: группа пирохлора, группа фергусонита. Класс: | халькогенными соединениями, за счет которых они часто | ||||
| силикаты. С изолированными тетраэдрами [SiO4]-4. Без | образуются. Невозможность использования строго | ||||
| добавочных анионов: группа оливина, монтичеллита, | системного подхода при разработке классификации | ||||
| ларнита, виллемита, группа граната (алюмогранаты, | минералов проявилось уже в особом положении типа V | ||||
| ферригранаты, хромгранаты), группа циркона, группа | среди всех перечисленных типов, в специфическом месте в | ||||
| эвлитина. С добавочными анионами О-2, ОН-1, F-1, и | систематике отдельных самородных минералов, о чем речь | ||||
| другие: группа сфена – ферсманита, группа дистена, | шла выше. Это же необходимо учитывать и при выделении | ||||
| группа лампрофиллита, группа гуммита, группа плазолита, | последующих таксонов в каждом из типов, когда в основу | ||||
| группа годжкинсонита. | их выделения приходится класть разные признаки, | ||||
| 31 | С добавочными анионами ОН-1, F-1: группа датолита - | 0 | определяемые сложностью их состава, особенностями | ||
| эвклаза, группа топаза, группа велерита, группа | химической связи, кристаллических структур, свойств и | ||||
| ринкита, группа беккелита, группа лессингита, группа | условий образования соответствующих веществ. | ||||
| силикатов урана. Сложного состава с добавочными | 97 | Так тип 1 делится на два подтипа: 1.1. – металлы и | 0 | ||
| анионами: группа сапфирина, группа аксинита, группа | металлиды, 1.2. – полуметаллы и полуметаллиды, | ||||
| сперрита. Сложные силикаты c As, Sb, V и другие. Со | отражающие существенные различия в химической связи, | ||||
| структурой смешанного типа: группа везувиана. Со | структурах, свойствах тех и других. Последний, в свою | ||||
| сдвоенными тетраэдрами [Si2O7]-6. Без добавочных | очередь делится на 2 квазиподтипа: 1.2.1. – полуметаллы | ||||
| анионов: группа тортвейтита, группа церита, группа | и полуметаллиды Vа-полуметаллов; 1.2.2. – полуметаллы и | ||||
| мелилита. С добавочными анионами ОН-1, F-1, и другие: | полуметаллиды VIа-полуметаллов. Тип 2 сначала делится | ||||
| группа эпидота, группа ильваита, группа пренита, группа | на два квазитипа, объединяющих резко различные по типу | ||||
| каламина, группа мелинофана, группа лавсонита, группа | химической связи вещества: 2а. – элементарные | ||||
| астрофиллита. Кольцевого строения с кольцами [Si3O9]-6. | (самородные) VIа-неметаллы, характеризующиеся | ||||
| Без добавочных анионов: группа бенитоита и другие. | остаточной связью; 2б. – халькогенные соединения, | ||||
| Кольцевого строения с кольцами [Si6O18]-12. Без | обладающие в основном металлически-ковалентной и | ||||
| добавочных анионов: группа берилла, группа кордиерита, | ионно-ковалентной связью. Далее квазитип 2б. делится на | ||||
| группа миларита, группа диоптаза. С добавочными | два подтипа: 2б.1. – халькогенные соединения сидеро- и | ||||
| анионами ОН-1, F-1, и другие: группа эвдиалита и др. | халькофильных катионов; 2б.2. – халькогенные соединения | ||||
| Бороалюмосиликаты кольцевого строения с кольцами | литофильных катионов, отражающие существенные различия | ||||
| [Si6Al3B3O30]-18: группа турмалина. Цепочечного | в составе, устойчивости в природных условиях, | ||||
| строения с радикалом [Si2O6]-4. | свойствах, условиях образования и пaрагенезисе | ||||
| 32 | Псевдоромбические пироксены: группа энстатита – | 0 | минералов каждого из подтипов. | ||
| гиперстена. Моноклинные пироксены: группа диопсида, | 98 | В этом случае соблюдается и требование постепенного | 0 | ||
| группа жадеита – эгирина. Со сложными цепочками: группа | перехода от одних таксонов к другим, поскольку | ||||
| рамзаита. Ленточного строения с радикалом [Si4O11]-6. | некоторые минералы последнего подтипа близки по | ||||
| Ромбические амфиболы: группа антофиллита. Моноклинные | составу, свойствам, условиям образования к минералам, | ||||
| амфиболы: группа актинолита, группа | начинающим следующий тип 3. Подтип 2б.1. в свою очередь | ||||
| арфводсонита—родусита. Алюмосиликаты: группа жедрита, | делится на два квазиподтипа: 2б.1а. – сульфиды и | ||||
| группа роговой обманки, группа амфибол-асбестов, группа | сульфосоли сидеро- и халькофильных катионов; 2б.1б. – | ||||
| сепиолита—палыгорскита. Ленточного строения с радикалом | селениды и селеносоли сидеро- и халькофильных катионов, | ||||
| [Si6O17]-10 . С добавочными анионами: группа | отражающие различия в свойствах, условиях образования и | ||||
| волластонита. С кристаллизационной водой: группа | парагенезисе природных халькогенных соединений S и Se, | ||||
| ксонотлита, группа гиролита. Слоистые с радикалом | хотя многие из них связаны непрерывными изоморфными | ||||
| [Si2O5]-2. С добавочными анионами (ОН)-1: группа | переходами. При этом надо помнить, что в минералах, | ||||
| талька, группа серпентина, группа хризотил-асбеста, | относящихся к халькогенным соединениям чаще всего | ||||
| группа ревдинскита, группа каолинита—накрита, группа | наблюдается постепенный переход от простых | ||||
| галлуазита—гарниерита, группа монтмориллонита— | халькогенидов через сложные к халькосолям. Именно этим | ||||
| керолита, группа планшеита—хризоколлы, группа | объясняется то, что одни авторы рассматривают все | ||||
| бейделлита, группа нонтронита. Алюмосиликаты с | халькосоли в качестве сложных халькогенидов, тогда как | ||||
| добавочными анионами (ОН)-1. Слюды: группа флогопита, | другие настойчиво выделяют их в отдельные таксоны как | ||||
| группа биотита, группа литиевых слюд (тайниолит, | халькосоли, являющиеся естественным завершением рядов | ||||
| циннвальдит, лепидолит), группа мусковита (мусковит, | типа простые халькогениды ? сложные (двойные и т.п.) | ||||
| серицит и др.), группа хлоритоида. С добавочными слоями | халькогениды ? халькосоли. | ||||
| (ОН)-1. Группа хлорита (Fe—Mg-хлориты, Fe-хлориты и | 99 | Тип 3 делится по принадлежности минералов к изо- | 0 | ||
| др.), группа гидрослюд. | или анизодесмичеким соединениям прежде всего на два | ||||
| 33 | Со слоями из тетрагональных колец: группа | 0 | подтипа: 3.1. – оксиды и гидроксиды (изодесмические), | ||
| санборнита, группа апофиллита. Сложного состава: группа | 3.2. – оксисоли (анизодесмические). В зависимости от | ||||
| эвдидимита, группа пиросмалита. Каркасные с радикалом | принадлежности катионов минералов первого из них к тому | ||||
| [SiO2]: группа кварца, группа тридимита— кристобалита. | или иному типу он делится далее на шесть | ||||
| Коллоидные SiO2: группа опала. Каркасные алюмо- и | последовательно сменяющих друг друга квазиподтипов, что | ||||
| боросиликаты с радикалом [AlnSim-nO2m]-n. Без | отвечает переходу от катионов с низкими СХ к катионам с | ||||
| добавочных анионов: группа К—Na- и К—Ва-полевых шпатов. | высокими СХ, от литофильных катионов через | ||||
| Группа Na—Са-полевых шпатов (плагиоклазов); группа | халькофильные к катионам неметаллических элементов с | ||||
| лейцита, группа петалита, группа данбурита, группа | наиболее высокими СХ: 3.1а – оксиды и гидроксиды | ||||
| нефелина. С добавочными группами внедрения: группа | литофильных катионов с низкими СХ, 3.1б – оксиды и | ||||
| скаполита, группа канкринита, группа содалита—нозеана, | гидроксиды литофильных катионов со средними СХ, 3.1в – | ||||
| группа гельвина. С добавочной группой Н2О: цеолиты — | оксиды и гидроксиды халькофильных катионов (кроме Vа- и | ||||
| группа натролита-томсонита, группа шабазита-фоязита, | VIа-катионов), 3.1г – оксиды и гидроксиды Va-катионов | ||||
| группа гейландита-десмина, группа филлипсита. Класс: | (As, Sb, Bi), 3.1д – оксиды и гидроксиды VIа-катионов | ||||
| бораты. Бораты простые безводные. Подкласс. I. С | (Те), 3.1е – оксиды и гидроксиды неметаллических | ||||
| изолированными [BO]-5 или [ВО3]-3: группа котоита. С | (литофильных) катионов. Подтип же 3.2. делится | ||||
| добавочными анионами: группа гамбергита, группа | непосредствено на классы. | ||||
| людвигита. Бораты, содержащие воду. Подклассы: I. | 100 | Тип 4 первоначально делится по тем же признакам на | 0 | ||
| Простые цепочки с радикалом [ВО2]-1: группа ашарита. II | два подтипа: 4.1. – галогениды (изодесмические) и 4.2. | ||||
| — со сложными цепочками: группа буры, группа улексита, | – галогеносоли (анизодесмические). Последний в | ||||
| группа гидроборацита и другие. С добавочными анионами: | зависимости от принадлежности анионообразователя к d- | ||||
| I. Слои с радикалом [В(ОН)4]-1: группа типлеита. II — | или p-катионам в свою очередь делится на два | ||||
| сложный каркас: группа борацита. | квазиподтипа: 4.2а. – галогеносоли с | ||||
| 34 | Класс: хроматы. Хроматы простые безводные. | 0 | d-анионообразователями; 4.2б. – галогеносоли с | ||
| Подкласс. I. С изолированными группами [СгО4]-2: группа | p-анионообразователями. Здесь необходимо обратить | ||||
| крокоита. С добавочными анионами: группа меланохроита. | внимание на то, что большинство авторов, очевидно, по | ||||
| Класс: молибдаты. Молибдаты простые, безводные. | традиции, уходящей корнями в прошлый век, до сих пор | ||||
| Подкласс. I. С изолированными группами [МоО4]-2: группа | рассматривает галогеносоли как сложные галогениды. При | ||||
| вульфенита, группа повеллита. С кристаллизационной | этом игнорируется факт чёткой обособленности в их | ||||
| водой: группа ферримолибдита. Класс: вольфраматы. | структурах радикальных групп, например, тетраэдрических | ||||
| Вольфраматы простые безводные. Подкласс. I. С | [BF4]-, [BeF4]2- , октаэдрических – [SiF6]2-, [AlF6]3-, | ||||
| изолированными группами [WO4]-2: группа шеелита, группа | полимерных – [BeF3]-, [B2F7]-, [Al3F14] 2- и др., | ||||
| вольфрамита. Сложные с добавочными анионами и | многие из которых сохраняются и в растворах высоко | ||||
| кристаллизационной водой: группа антуанита. Класс: | растворимых галогеносолей. Некоторые галогенокислоты, | ||||
| фосфаты. Фосфаты простые безводные. Подкласс. I. С | например, H[BF4], как уже отмечалось, являются | ||||
| изолированными группами [РО4]. Типа А"n[РО4]p: | настолько сильными, что получили в химии название | ||||
| группа графтонита. Типа А?nА"m[РО4]p: группа | сверхкислот или магических кислот. | ||||
| трифилина—сиклерита. Типа А"'[РО4]: группа | 101 | Все это однозначно свидетельствует в пользу солевой | 0 | ||
| монацита. Фосфаты простые с кристаллизационной водой. | природы галогеносолей [6]. Непонимание этого привело, | ||||
| Типа А"n[РО4]p·qH2O: группа гюролита. Типа | например У.Штрунца [24], к рассмотрению галогеносолей | ||||
| А"'n[РО4]p·qH2О: группа варисцита, фосфосидерита. | не только в качестве сложных галогенидов, но и как | ||||
| С добавочными анионами (ОН)-1, F-1, Cl-1, СО3-2 и | изодесмических (!) соединений, к объединению по этому | ||||
| другие. Безводные типа А"'n[РО4]p·х (ОН, F и др.): | признаку всех галогенных соединений с оксидами. Скорее | ||||
| группа триплита, группа тарбуттита, группа гердерита, | всего, именно с этим связано место, отводимое вплоть до | ||||
| группа либетенита, группа апатита, группа пироморфита. | последнего времени в минералогических систематиках | ||||
| Типа А?nА"m[РО4]p·х (ОН, F и др.): группа | галогенным соединениям между халькогенными и | ||||
| амблигонита. | кислородными соединениями [23], [20], или между | ||||
| 35 | Типа А??nА"?m[РО4]p·х(ОН и др.): группа | 0 | оксидами и оксисолями [17], хотя по типу химической | ||
| лазулита—грифита. С кристаллизационной водой. Типа | связи, существованию среди галогенных соединений | ||||
| А?n[РО4]p·х (ОН) · qH2O: группа лудламита. Типа | галогеносолей, они должны рассматриваться после | ||||
| А"'n[РО4]p·х (OH)·qH2O: группа вавеллита—эвансита, | кислородных соединений. Последовательность типов: | ||||
| группа какоксена—дельвоксита. Типа | халькогенные ? кислородные ? галогенные соединения – | ||||
| А??nА"?m[РО4]p·х (ОН) qH2O: группа дюфренита. | отвечает, как уже отмечалось, закономерной смене в их | ||||
| Фосфаты с добавочными анионами (ОН)-1 и другие и с | представителях преимущественного типа связи в | ||||
| кристаллизационной водой. Типа А??nА"?m[РО4]p· х | направлении металлически-ковалентная ? | ||||
| (ОН) · qH2O: группа крыжановскита, группа чильдренита, | ионно-ковалентная ? ковалентно-ионная ? ионная связь. | ||||
| группа бирюзы, группа арроядита. С комплексными | 102 | Значительно сложнее по указанным выше причинам | 0 | ||
| анионами: группа диадохита, группа штаффелита | строится систематика типа 5. Первоначально он делится | ||||
| (франколита), группа кампилита. Класс: арсенаты. | на два квазитипа резко различных по числу | ||||
| Арсенаты простые с кристаллизационной водой. Подкласс. | представителей: 5а. объединяет неорганические | ||||
| I. С изолированными группами [AsO4]. Типа A??n[AsO4]p· | соединения, включая самородные IVа-неметаллы; 5б. – | ||||
| qН2О: группа аннабергита, группа розeлита, группа | органические соединения. Первый из них далее делится на | ||||
| цейнерита. Типа A?nA"m[AsO4]p· qН2О: группа | два подтипа: 5а.1. – элементарные (самородные) | ||||
| фармаколита. Типа A'"[AsO4] ·qН2О: группа | IVа-неметаллы; 5а.2. – минералы преимущественно с | ||||
| скородита. Сложные с добавочными анионами. Типа | ковалентной и металлически-ковалентной связью – | ||||
| A??n[AsO4]p ·х (ОН): группа оливенита, группа адамита, | карбиды, и близкие к ним соединения, силициды, нитриды | ||||
| группа байльдонита, группа хлорофеницита—бартита, | и фосфиды. Органические же соединения, в которых | ||||
| группа миметезита. Типа A???n[AsO4]p· х (ОН): группа | важнейшую роль играет остаточная связь, делятся далее | ||||
| ателестита. С кристаллизационной водой. Типа | на три подтипа: 5б.1. – соли органических кислот; 5б.2. | ||||
| A?nA"?m[AsO4]p· x (OH)·qH2O: группа эвхроита. С | – углеводороды и близкие к ним соединения; 5б.3. – | ||||
| катионами А", А'", А"+А'" и другие: | природные смеси органических веществ, включая | ||||
| группы леграндита, группа фармакосидерита. | ископаемые смолы. | ||||
| 36 | Типа Аn, A"?m[AsO4]p·х (ОН)·qН2О: группа | 0 | 103 | Классы и их последовательность. Классы соединений в | 0 |
| питтицита, группа бедантита, группа халькофиллита и | химии с начала прошлого века по предложению | ||||
| другие. Класс: ванадаты. Простые безводные. Типа | Й.Я.Берцелиуса выделяются по анионам. Этот же подход | ||||
| A'"[VO4]: группа пухерита. С кристаллизационной | сохраняется и в минералогии. Однако с точки зрения | ||||
| водой. Типа A"n[VO4]p·qH2O: группа бракебушита, | систематики важны два вопроса: 1) какую часть формулы | ||||
| группа карнотита. Cложные с добавочными анионами (ОН)-1 | соединения, и на каком основании следует рассматривать | ||||
| и другие. Типа A"n[VO4]p·х ОН: группа ванадинита, | в качестве аниона; 2) какой должна быть | ||||
| группа эндлихита. С кристаллизационной водой: группа | последовательность рассмотрения отдельных классов, | ||||
| хьюэттита. Класс: сульфаты. Сульфаты простые безводные. | какое место в ней должны занимать соединения с | ||||
| Подкласс. I. С изолированными группами [SO4]-2. Типа | несколькими анионами – арсенидо-сульфиды, | ||||
| A?n[SO4]: группа тенардита. Типа A"[SO4]: группа | сульфидо-галогениды, силикато-карбонаты, | ||||
| ангидрита, группа барита. Типа A?nA??m[SO4]p: группа | силикато-фториды, арсенато-сульфаты и т.п. Для | ||||
| глауберита—лангбейнита. Сульфаты простые с | соединений с простыми анионами типа S2- , O2-, F-, Cl-, | ||||
| кристаллизационной водой. Типа An[SO4]p·qH20: группа | даже полиядерными типа [S2]2-, [As4]4-, и т.п., вопрос | ||||
| мирабиллита. Типа A"[SO4]·qH2O: группа гипса, | о выделении аниона очевиден и его можно не затрагивать. | ||||
| группа кизерита, группа эпсомита, группа мелантерита, | Не менее ясен он и для соединений с комплексными | ||||
| группа халькантита. Типа A???n[SO4]p·qH2O: группа | анионами типа [SiO4]4-, [SO4]2-, [CO3]2-, в том числе c | ||||
| алуногена. Типа A?nA??m[SO4]p·qH2O: группа астраханита. | полимерными [Si6O18]12-, [Si2O5]2- и т.п., в которых | ||||
| Типа A?nA???m[SO4]p·qH2O: группа чермигита. | анионообразователи имеют наименьшее из возможных | ||||
| A??nA???m[SO4]p·qH2O: группа галотрихита. Сложные с | координацинных чисел, т. е. проявляют свои кислотные | ||||
| добавочными анионами. Типа A??n[SO4]p·х(ОН,О): группа | свойства в максимальной мере. | ||||
| брошантита, группа ланаркита. Типа A?nA??m[SO4]p·х Сl: | 104 | Однако, дело усложняется для амфотерных | 0 | ||
| группа караколита. Типа A?nA???m[SO4]p·х (ОН): группа | анионообразователей, когда требуется провести границу | ||||
| алунита. Типа A??nA???m[SO4]p·х(ОН): группа | между двойными (сложными) соединениями и солями с | ||||
| плюмбоярозита. | комплексными анионами, поскольку анионообразователи | ||||
| 37 | С комплексными анионами: группа ганксита. С | 0 | могут в зависимости от кислотно-основных свойств иметь | ||
| кристаллизационной водой. Типа A??n[SO4]p·х ОН·qН2О: | разные КЧ. Выше было показано, что в качестве | ||||
| группа вернадскита—натрохальцита. Типа Типа | катионов-анионообразователей (комплексообразователей) в | ||||
| A???n[SO4]p·х ОН·qН2О: группа; бутлерита, алюминита. | минералах могут выступать катионы трёх групп, каждая из | ||||
| Типа A?nA???m[SO4]·х Aq, A??nA???m[SO4]p·х Aq, A????n | которых отвечает минералам определенного парагенезиса, | ||||
| [SO4]p·х Aq, группа сидеронатрита, группа копиапита, | намечая свою специфичеcкую последовательность смены | ||||
| группа цианотрихита, группа уранопилита. Класс: | минералов в зависимости от изменения кислотно-основной | ||||
| карбонаты. Карбонаты простые безводные. Подкласс. I. С | обстановки, окислительного потенциала. 1. Катионы - | ||||
| изолированными группами [СО3]-2. Типа А"[СО3]: | комплексообразователи литофильных элементов с низкими - | ||||
| группа кальцита, группа доломита, группа арагонита, | средними СХ, включающие: а). Катионы | ||||
| группа альстонита. С кристаллизационной водой. Типа | некайносимметричных d'-комплексообразователей с низкими | ||||
| A?n[CO3]p· x H2O: группа термонатрита. Типа | - средними СХ - (12)Zr4+, (6)Zr4+, (6)Ta5+, (6)Nb5+, | ||||
| A??n[CO3]p·x H2O: группа ураноталлита. Типа | (6)W6+, (4)Ta5+ , (6)Mo6+, (6)Nb5+, (4)W6+, (4)Mo6+. | ||||
| A?nA??m[CO3]p·xH2O: группа гейлюссита. Сложные с | б). Катионы кайносимметричных d'-комплексообразователей | ||||
| добавочными анионами (ОН)-1, Сl-1 и другие. Типа | с средними СХ - (6)Ti4+, (6)V4+, (4)Ti4+, (6)V5+, | ||||
| A??n[CO3]p·q(OH): группа малахита—азурита, группа | (4)V4+, (4)V5+, (4)Cr6+, (4)Mn7+. | ||||
| аурихальцита, группа гидромагнезита, группа фосгенита. | 105 | Они входят в состав кислородных соединений – | 0 | ||
| Типа A???n[CO3]p·q(OH): группа бастнезита, группа | сложных оксидов и оксисолей, находящихся | ||||
| бисмутита. Типа A?n A???m[CO3]p·q(OH): группа паризита, | преимущественно в изверженных породах, связанных с ними | ||||
| группа анкилита. С комплексными анионами: группа | пегматитовых и гидротермальных жилах, продуктах их | ||||
| ледгилита—шрекингерита. Класс: нитраты. Нитраты | метаморфизма и выветривания. Переход от сложных оксидов | ||||
| простые. Типа A'[NO3]: группа селитры. | к оксисолям отвечает увеличению кислотности | ||||
| 38 | Я Вас познакомила с наиболее распространёнными | 0 | катиона-комплексообразователя, уменьшению его КЧ от 6 | ||
| систематиками минералов. К сожалению, большинство их | через 5 до 4. Таким образом, можно наметить тесно | ||||
| них констатируют выделение разных таксонов, показывают | генетически связанные ряды минералов типа: (6)-ванадаты | ||||
| их соподчинённость, но не дают принципов их выделения, | ? (5)-ванадаты ? (4)-ванадаты, в которых первые их | ||||
| не объясняют последовательность их выделения, что очень | члены относятся к характерным сложным оксидам, а | ||||
| затрудняет, а порой делает невозможным использовать эти | последние являются типичными оксисолями, в том числе и | ||||
| классификации для пополнения их вновь открываемыми | довольно сильных кислот, к которым можно отнести | ||||
| минеральными видами. Поэтому в последнее время | (4)-ванадаты и тем более (4)-арсенаты. Замыкают эти | ||||
| появились несколько трудов по минералогии, в которых | вещества (4)-хроматы и (4)-перманганаты, являющиеся уже | ||||
| минералы описываются в алфавитном порядке. И это плохо, | оксисолями очень сильных кислот. Многие из | ||||
| т.к. кроме характеристики минерала, читатель не может | рассматриваемых катионов-комплексообразователей входят | ||||
| ничего сказать о нём, а именно, в каких условиях он | в состав генетически связанных друг с другом минералов, | ||||
| образуется, в какой ассоциации, а, следовательно, нет | относящихся к единому парагенезису, например, титанаты | ||||
| возможности предсказать, где искать его, как | и танталониобаты щелочных и редкометальных гранитных | ||||
| использовать. Такие классификации не обладают | пегматитов, а (6)Zr4+ , (6)Ti4+ ,(5)Ti4+, (6)Ta5+, | ||||
| предсказательными свойствами. А как известно всякая | (6)Nb5+ и т.п. катионы являются типичными для смешанных | ||||
| гипотеза становится теорией, если она позволяет что-то | анионных радикалов типа цирконо-, титано-, ниобо-, | ||||
| предсказывать, что со временем подтверждается. | танталосиликатных, особенно характерных для | ||||
| 39 | Структурно-химическая систематика минералов А.А. | 0 | парагенезисов агпаитовых горных пород и их дериватов. | ||
| Годовикова Александр Александрович Годовиков (1927-1996 | 106 | 2. Халькофильные катионы-комплексообразователи (в | 0 | ||
| гг.) – минералог широкого профиля, профессор, директор | основном катионы халькофильных элементов со средними | ||||
| Минералогического музея им. А.Е.Ферсмана (1984 – 1996 | СХ) - (6)Sb3+, (6)Bi3+, (6)As3+, (6)Te4+, (4)As3+, | ||||
| гг), известный специалист по теоретической, | (4)Te4+, (3+Е)Sb3+, (3+Е)Bi3+, (3+Е)As3+, (6)Sn4+, | ||||
| описательной, экспериментальной и генетической | (6)Bi 5+, (6)Sb5+, (6)Ge4+, (6)Te6+, (4)Sb5+, (6)As5+, | ||||
| минералогии. Круг научных интересов А.А. Годовикова был | (4)Ge4+, (4)As5+, (4)Se6+; катионы (6)Sb3+, (6)Bi3+, | ||||
| очень широк. Исследования всей его жизни были | (6)As3+, (6)Te4+, (4)As3+, (4)Te4+, (3+Е)Sb3+, | ||||
| направлены на решение главной задачи, поставленной | (3+Е)Bi3+, (3+Е)As3+, (6)Sn4+, выступают также как | ||||
| Александром Александровичем для возглавляемого им | катионы халькофильных элементов с низкими СХ (гр. 4.а). | ||||
| коллектива ученых и для себя лично, а именно, – на | Они типичны для парагенезисов двух типов. Один из них | ||||
| приближение минералогии к тому рубежу, когда она стала | характеризуется первичными минералами, в которых в | ||||
| бы точной наукой, а не описательной. В связи с этим | качестве лигандов выступают S и Se. Указанные | ||||
| А.А.Годовиков разрабатывал теоретические вопросы | катионы-комплексообразователи входят в состав сложных | ||||
| минералогии, стремясь создать основу для единой | халькогенидов и халькосолей сульфидных залежей | ||||
| классификации минералов, которая базировалась бы на | магматогенного, вулканогенного и метаморфогенного | ||||
| химических признаках, на генетических особенностях | происхождения, различных гидротермальных жил, | ||||
| минералов, на учете их структуры. | генетически связанных чаще всего с кислыми породами. | ||||
| 40 | Теоретические исследования А.А. Годовикова | 0 | Другой, типичный для них парагенезис, образуется в зоне | ||
| опубликованы в 6 монографиях и положены в основу | окисления указанных первичных парагенетических | ||||
| естественной структурно-химической систематики | ассоциаций минералов и для него характерны как сложные | ||||
| минералов. Как уже говорилось ранее, до 1997 года – | оксиды, так и оксисоли вплоть до солей относительно | ||||
| года выхода в свет «Структурно-химической систематики | сильных оксикислот типа мышьяковой. | ||||
| минералов» А.А. Годовикова, публикацию которой автору | 107 | 3. p-Анионообразователи (катионы легких и тяжелых | 0 | ||
| не суждено было увидеть, существовало несколько | анионообразователей) – (4)Si4+, (4)B3+, (4)P5+, (3)B3+, | ||||
| классификаций минералов, основанных, на выделении | (4)S6+, (4)Cl7+, (3)C4+, (3)N5+, (4)S4+, (3)I5+, | ||||
| таксонов либо по химическому, либо по структурному | (3)Br5+ типичны для минеральных парагенезисов | ||||
| признаку. Это не удовлетворяло минералогов, поскольку | магматических и изверженных пород, их пегматитов | ||||
| не учитывался генезис минералов. Поэтому появилось | (силикаты, некоторые фосфаты, карбонаты, бораты), | ||||
| несколько геохимических систематик: А.Е. Ферсмана | скарнов (силикаты, бораты, карбонаты), гидротермальных | ||||
| (1933); А.Н. Заварицкого (1950); И. Костова (1968); Х. | жил (особенно карбонаты и некоторые сульфаты), | ||||
| Штрунца (H. Strunz, 1970); А.М. Кларка (A.M. Clark, | вулканических эксгаляций (сульфаты, галогениды, | ||||
| 1993), к ним мы вернемся немного позже. В них | галогеносоли), кор выветривания (силикаты), морских | ||||
| наблюдался большой разнобой в выделении отдельных | осадков (галогениды, сульфаты, карбонаты, фосфаты, | ||||
| таксонов, а объяснения принятой последовательности | бораты), эвапоритов (бораты, галогениды), зон окисления | ||||
| таксонов давались не всегда. А.А. Годовиков, создавая | (карбонаты, сульфаты, нитраты и др.). Таким образом, | ||||
| систематику минералов, использовал основные требования | каждая из приведенных групп | ||||
| к систематике, сформулированные еще В.И. Вернадским. | катионов-анионообразователей входит в состав минералов | ||||
| 41 | По мнению А.А. Годовикова «наиболее полно | 0 | своего парагенезиса, как бы образуя свою генетическую | ||
| минералога должна удовлетворить такая систематика, в | ветвь. | ||||
| которой за основу приняты химические признаки, | 108 | Граница сложные соединения ? соли для соединений | 0 | ||
| позволяющие понять связь с ними структуры и свойств | различных типов проходит по-разному, определяясь в | ||||
| минералов». Систематика должна быть естественной, | первую очередь фундаментальными свойствами образующих | ||||
| поэтому, «наряду с формальными признаками, она должна | их атомов - их СХ и Z [5], [7]. В то же время не верно | ||||
| учитывать реальные ассоциации минералов, их | относить к соединениям определенного класса вещества | ||||
| парагенезисы, различия в физико-химических параметрах, | только на основании их брутто-формулы, не учитывающей | ||||
| при которых образуются и находятся минералы, отдавая в | их структуры. Так до сих пор практически все авторы | ||||
| ряде случаев предпочтение в расположении минералов в | относят кислородные соединения, содержащие Te6+, к | ||||
| систематике последним признакам». «Необходимо | солям теллуровой кислоты или теллуратам, рассматривая | ||||
| учитывать, что природные ассоциации минералов не | их в качестве аналогов сульфатов в тесной связи с | ||||
| случайные, а являются результатом отбора отдельных | последними. На первый взгляд это вполне естественно, | ||||
| элементов по всей совокупности их свойств в | особенно, если опираться на примитивно-прямолинейное | ||||
| естественные ассоциации». Это и является критерием | представление об аналогии свойств элементов в рамках | ||||
| естественности минералогической систематики. | отдельных подгрупп периодической системы, например, | ||||
| Систематика минералов А.А. Годовикова отражает новейшие | выражающееся, в объединении O, S, Se, Te и Po в | ||||
| данные о связи химического состава со структурой и | "халькогены", и не учитывающее различий | ||||
| свойствами минералов, условиями их образования, | кайно- и некайносимметричных элементов [1], [2], [3], | ||||
| парагенезиса. | неметаллических и полуметаллических элементов, | ||||
| 42 | В её основу положены химические признаки, условия | 0 | элементов шелл- и шринк-аналогов, отличающих их от не | ||
| образования минералов. Структура минералов учитывается | шелл- и не шринк-аналогов [3], [17]. | ||||
| не на уровне высших, а средних и даже низших таксонов, | 109 | К такому подходу толкает и сходство брутто-формул | 0 | ||
| так как она находится в прямой зависимости от | серной, селеновой и так называемой теллуровой кислот – | ||||
| химического состава и физико-химических параметров | H2SO4, H2SeO4 и H2TeO4 соответственно. Однако, если | ||||
| минералообразующих систем. При этом, по мнению А.А. | первые два соединения полностью отвечают структурным | ||||
| Годовикова, «важно стремиться к выделению в систематике | представлениям о кислотах, поскольку содержат | ||||
| таких таксонов, которые: а) объединяли бы возможно | обособленные тетраэдрические комплексные радикалы | ||||
| большее число минеральных видов, что облегчает их общую | [SO4]2- или [SeO4]2- с КЧ S и Se, равным 4, что дает | ||||
| характеристику и избавляет минералогию от | основание к написанию их структурных формул в виде | ||||
| многочисленных повторений, возникающих в тех случаях, | H2[SO4] и H2[SeO4], этого нельзя сказать о | ||||
| когда она из-за отсутствия хорошо разработанной | "теллуровой кислоте". Исследование этого | ||||
| систематики излагается как описательная наука; б) | соединения не обнаружило в его структуре анионных групп | ||||
| позволили бы показать постепенные переходы от одних | [TeO4]2- с КЧ Te = 4. Вместо этого было установлено, | ||||
| таксонов к другим, их естественные и многочисленные | что ионы Te6+ имеют КЧ = 6, т.е. отвечают КЧ амфотерных | ||||
| взаимосвязи. В максимальной степени указанным | или слабо кислых анионообразователей. Структура же | ||||
| требованиям удовлетворяет систематика, которая | этого соединения оказалась состоящей из цепочек | ||||
| опирается на: а) детально разработанные представления о | TeO4(OH)2 - октаэдров, в двух противоположных вершинах | ||||
| связи свойств элементов с их электронным строением, | которых находятся OH-ионы, связанные друг с другом | ||||
| положением их в Периодической системе; б) | общими атомами O экваториальных вершин октаэдров [25]. | ||||
| многочисленные, часто не учитывавшиеся до сих пор в | Легко видеть, что, вырезав элемент повторяемости такой | ||||
| необходимой мере, химические признаки, от которых | структуры, получим структурную формулу в виде | ||||
| зависят химические свойства минералов, условия их | Te(OH)2O2. Таким образом, это соединение является | ||||
| образования, парагенезис; | гидроксидо-оксидом Te6+ с очень слабо кислыми | ||||
| 43 | в) выявленные закономерности связи структуры | 0 | свойствами, резко отличающими его от серной и селеновой | ||
| химических соединений с фундаментальными свойствами | кислот. | ||||
| образующих их элементов; г) закономерности изменения | 110 | Поэтому его целесообразнее рассматривать не среди | 0 | ||
| структуры и свойств минералов в зависимости от | кислот и их солей в подтипе 3.2. – оксисолей, а в | ||||
| физико-химических параметров систем, из которых | заключение подтипа 3.1. – оксидов и гидроксидов как | ||||
| произошло их образование или в которых они оказались | соединение с переходными свойствами от оксидов и | ||||
| после этого». Прежде чем перейти к | гидроксидов к кислотам и солям. Этого вывода не | ||||
| структурно-химической систематике минералов А.А. | изменяет и существование также называемой теллуровой | ||||
| Годовикова, необходимо познакомится с некоторыми общими | кислоты с формулой Te(OH)6 или H6TeO6, для которой | ||||
| понятиями, которые необходимы для понимания материала. | также характерна октаэдрическая координация Te. | ||||
| Достаточно подробно они рассматриваются в монографиях | Различные полимерные группы, обнаруженные и в ее солях | ||||
| А.А. Годовикова, здесь мы приведём краткое их | [25], близки по этому и другим свойствам к сложным | ||||
| определение. В уточнении нуждается и понятие | оксидам. Свойства SO3, SeO3, H2SO4, H2SeO4 с одной | ||||
| валентности, имеющее разную трактовку. Валентность — | стороны, и TeO3, Te(OH)6 или H6TeO6 – с другой, резко | ||||
| число атомов Н (или другого эквивалентного элемента), с | различаются. Так, SO3 при нормальных условиях – газ (Т | ||||
| которыми соединяется или которое может замещать один | кип. 44,8оC), ниже 16,8оC– прозрачная льдовидная масса | ||||
| атом данного элемента в соединении. Это определение | энергично взаимодействующая с водой, с образованием | ||||
| отвечает первоначальному смыслу термина валентность. | серной кислоты H2[SO4], с pKа = 1,94. SeO3 – твердое | ||||
| Валентность не отражает действительного (эффективного) | стекловидное вещество (Т пл. 118,5оC; Т кип. 185оC); | ||||
| заряда ионов, числа связей данного иона с другими (КЧ). | взаимодействующее с водой с образованием селеновой | ||||
| 44 | Силовые характеристики атомов и ионов — мера | 0 | кислоты H2 [SeO4] с pKа = 1,92. TeO3– твердое инертное | ||
| кулоновского взаимодействия отрываемого (чаще | вещество. Холодная вода и разбавленные щелочи на него | ||||
| валентного) электрона с ядром (?). В качестве силовых | не действуют (Т пл. выше 400оC). Получается | ||||
| характеристик для атомов и ионов в свободном состоянии | дегидратацией H6TeO6 в атмосфере кислорода в | ||||
| и катионов в кристаллах с ионной связью используются | присутствии H2[SO4] концентрированной. На первом этапе | ||||
| ?орб. = F/rорб., где F – сродство атома к электрону, | дегидратации H6TeO6 получается TeO2 (OH)2. H6TeO6 – | ||||
| rорб. – орбитальный радиус атома. ?орб n+ = In/r | слабая кислота с pKа = 7,61. | ||||
| n+орб., где In – n-й потенциал ионизации, r n+орб. – | 111 | Все это естественно, т.к. S и Se связанны | 0 | ||
| орбитальный радиус иона с валентностью n+. ?i = In/ri, | шринк-аналогией, что сближает их свойства, тогда как Te | ||||
| где ri – эффективный ионный радиус катиона валентностью | отличается от них, не будучи их шринк-аналогом. Это | ||||
| n+ в ионном кристалле. Силовые характеристики являются | отвечает и приведенной выше систематике катионов, в | ||||
| мерой донорно-акцепторных (кислотно-щелочных) свойств | соответствии с которой типичный для Te в минералах | ||||
| атомов и ионов. Для перевода их в ньютоны все | катион (6)Те6+ относится к халькофильным катионам со | ||||
| использованные ниже величины СХ, выраженные в эВ/? , | средними СХ, заметно отличаясь в этом отношении от | ||||
| необходимо умножить на 16,0206· 10-8. | (4)S6+ и (4)Se6+, для которых КЧ = 6 в минералах не | ||||
| 45 | Орбиталь (электронная) в атоме — распределение | 0 | установлено. Шринк-аналогия S и Se и не шринк-аналогия | ||
| электронной плотности вокруг атомного ядра, заданное | с ними Te проявляется и в элементарных веществах, среди | ||||
| первыми двумя квантовыми числами — n и l и описываемое | которых S и Se являются неметаллами, тогда как Te - | ||||
| квадратом волновой функции; в квазиклассическом | полуметалл. Поэтому и соли теллуровой кислоты или | ||||
| приближении (при больших значениях n и l) орбитали | теллураты должны рассматриваться как сложные оксиды, | ||||
| переходят в классические орбиты. Орбитальный радиус | содержащие (6)Te6+ , что подтверждается результатами | ||||
| атома (иона) определяется радиусом внешней орбитали | исследования их кристаллических структур. В качестве | ||||
| атома (иона), рассчитанным квантово-механическим путем, | примера к сказанному можно привести минерал яфсоанит. | ||||
| ионный радиус— экспериментальная величина, зависящая, в | Авторами, открывшими его [11], было высказано мнение, | ||||
| частности, от координационного числа. При расчетах СХ в | что он "относится к группе теллуратов и является | ||||
| работах А.А. Годовикова использовались орбитальные | сложной солью теллуровой кислоты" с формулой | ||||
| радиусы Вебера и Кромера и ионные радиусы Уайтаккера и | (Zn1,38 Ca1,36 Pb0,26)?3TeO6. Иследование его структуры | ||||
| Мунтуса. Кайносимметричные орбитали — орбитали, имеющие | [21] показало, что структурная формула яфсоанита имеет | ||||
| минимальные значения второго (побочного) квантового | вид (8)Ca3 (6)Te2 [(4)ZnO4]3 и он должен | ||||
| числа (l) при заданном первом (главном) квантовом числе | рассматриваться как сложный оксид - цинкат со | ||||
| (n), например, Is-, 2p-, 3d-, 4f- и т. д. орбитали. | структурой, аналогичной структуре граната, в которой | ||||
| Электроны, находящиеся на этих орбиталях, называются | роль Si играет Zn, а Te выступает в роли типичного | ||||
| кайносимметричными; атомы (ионы) с валентными | катиона - Al. В этом отношении яфсоанит аналогичен | ||||
| кайносимметричными электронами называются | изоcтруктурным синтетическим сложным оксидам, | ||||
| кайносимметричными атомами (ионами), или просто. | называемым гранатитами, с общей формулой | ||||
| 46 | кайносимметриками. .(Годовиков А.А. Свойства | 0 | (8)R3+3(6)M3+2[(4)X3+O4]3, где R3+= Y, Ln; M3+, X3+= | ||
| элементов…. 1977 с.5-6). Некайносимметричные орбитали — | Fe, Al, Ga. | ||||
| все остальные, отличающиеся от кайно-симметричных | 112 | Аналогичные причины тем более заставляют | 0 | ||
| орбиталей величиной второго (побочного) квантового | рассматривать соедининия Te4+, часто называемые | ||||
| числа на единицу и более, например, 2s-, 3s-, 4s- ... ; | теллуритами, среди сложных оксидов, к которым | ||||
| Зр-, 4р- ... и т. д. орбитали. Различают соответственно | А.А.Годовиковым по тем же причинам отнесены также | ||||
| некайносимметричные электроны, атомы, ионы. Степень | арсениты, антимониты и антимонаты. К сложным оксидам, | ||||
| сходства различия в свойствах элементов в пределах | рассматриваемым в их заключение, отнесены также | ||||
| вертикальных направлений Периодической системы (групп) | соединения с d-оксорадикалами, даже с тетраэдрической | ||||
| определяется посредством четырех разновидностей | координацией анионообразователя – ванадаты, молибдаты, | ||||
| аналогий. [3]. Групп-аналоги — элементы одной группы | вольфраматы, поскольку соответствующие | ||||
| Системы, сходные по числу достраивающихся электронов; | "кислоты" и "ангидриды" не только | ||||
| иногда они сходны по групповой валентности. Тип-аналоги | яляются твердыми веществами с октаэдрической | ||||
| — элементы одной подгруппы Системы, сходные не только | координацией V5+ , Mo6+, W6+, но и обладают очень слабо | ||||
| по числу внешних (валентных) электронов, но и по типу | кислотными свойствами, более слабыми, чем кремневые | ||||
| самих элементов (s, f, d, p). Сходство между такими | кислоты. Такое положение рассматриваемых веществ | ||||
| элементами больше, чем между групп-аналогами; различия | представляется тем более обоснованным, что отражает | ||||
| же определяются в. | естественные связи их со сложными оксидами, в которых | ||||
| 47 | основном кайно- и некайносимметричным характером | 0 | КЧ электороотрицательных катионов (в том числе V5+ , | ||
| внешних электронов, строением предвнешнего электронного | Mo6+, W6+) постепенно меняется от 6 через 5 к 4. В этом | ||||
| слоя. Так в пределах 1а-тип-аналогов — Н, Li, Na, К, | проявляются существенные химические различия в | ||||
| Rb, Cs, Fr — резко отличными свойствами выделяется Н, | свойствах d- и p-элементов, как анионообразователей, | ||||
| как кайносимметричный элемент; специфические свойства | заставляющие вычленять ванадаты из класса фосфатов и | ||||
| Li и Na определяются кайносимметричными предвнешними | арсенатов, а молибдаты и вольфраматы из класса | ||||
| электронами (Is2 и 2р6 соответственно); К, Rb, Cs, Fr — | сульфатов и селенатов, в которых они обычно | ||||
| появлением в предвнешнем слое d-дыры у K и d-, f- и т. | рассматриваются по столь общему признаку, как | ||||
| д. дыр у остальных элементов. Шелл-аналоги — элементы, | групп-аналогия, формальному сходству оксорадикалов. | ||||
| имеющие сходство в строении предвнешнего электронного | 113 | Из d-элементов особое место в этом отношении | 0 | ||
| слоя. Так, среди Ia-тип-аналогов К, Rb, Cs, Fr являются | занимают лишь кайносимметричные Cr и Mn в высшей | ||||
| шелл-аналогами. Для большинства соединений этих | степени окисления, кислородные соединения которых | ||||
| элементов наблюдается близкое к линейному изменение | относятся к сильным ангидридам (кислотам), образующим | ||||
| свойств по мере роста атомного номера (Z) катиона. В то | типичные соли с гетеродесмическими связями – хроматы и | ||||
| же время Н, Li и Na не являются шелл-аналогами. | перманганаты. Поэтому они рассматриваются, вслед за | ||||
| Различия в свойствах шелл- и не шелл-аналогов выражены | сульфатами. В более ранних систематиках в | ||||
| в Системе со смещением тем, что прямоугольники | последовательности классов в подтипе оксисолей нет | ||||
| элементов шелл-аналогов расположены строго друг под | единого и сколько нибудь обоснованного подхода. Видна | ||||
| другом, тогда как прямоугольники не шелл-аналогов | разница в положении отдельных классов, у разных | ||||
| смещены вправо по мере увеличения СХ элемента. | авторов. К сожалению объяснений принятой | ||||
| 48 | Шринк-аналоги— пары элементов, появляющиеся после | 0 | последовательности не даётся. В классификации | ||
| d- или f-сжатия (их символы в Системе со смещением | А.А.Годовикова оксисоли появляются уже в конце класса | ||||
| шелл-аналогов приведены друг под другом),— А1—Ga, | оксидов и гидроксидов, которые заканчиваются минералами | ||||
| Si—Ge, P—As, S—Se, Cl—Br — для р-элементов, Y—Lu, | семейства кремнезёма. Естественно за ними поместить | ||||
| Zr—Hf, Nb—Та, Mo—W и т. д. для d-элементов. Сходство в | класс силикатов – оксисолей наиболее слабых оксикислот, | ||||
| свойствах перечисленных пар элементов уменьшается по | начиная его с алюмосиликатов, структуры многих из | ||||
| мере увеличения Z (роста ? СХ в указанных парах). | которых являются производными от структур различных | ||||
| Некайносимметричные s-элементы делятся на s'- и | полиморфов кремнезёма. Связь между свойствами и | ||||
| s''-элементы. К s'-элементам относятся элементы с | условиями образования минералов семейства кремнезёма и | ||||
| предвнешними кайносимметричными электронами Li, Be, Na | силикатами настолько значима, что некоторые минералоги | ||||
| и Mg, к s''-элементам — с d-, f-, g- и т. д. дырами в | семейство кремнезёма помещали в один класс с | ||||
| предвнешнем электронном слое — К, Са и их шелл-аналоги. | силикатами, исключая его из оксидов [22], [12]. | ||||
| d-Элементы делятся на d'- и d"-элементы. К | 114 | К сложным оксидам силикаты близки не только потому, | 0 | ||
| d'-элементам относятся элементы с достраивающимися | что они соли очень слабых кремневых кислот, но и по | ||||
| d-орбиталями — IIIb—VIIIb-элементы (Sc, Ti, V, Cr, Mn, | таким свойствам как низкая растворимость, высокие | ||||
| Fe, Co, Ni и их тип-аналоги), к d"-элементам—с | температуры плавления, а многие из них еще и потому, | ||||
| завершенными d-орбиталями 1b- и Пb-элементы (Си, Zn и | что содержат в своей структуре полимерные радикалы, что | ||||
| их тип-аналоги). ps-Элементы — р-элементы, близкие по | сближает их со многими титанатами, тантало-ниобатами и | ||||
| свойствам к s-элементам. Типичным примером ps-элементов | т.п. минералами. Оксиды и силикаты литофильных | ||||
| является А1. ds-Элементы — d-элементы, близкие по | элементов, как правило, образуются в эндогенных, часто | ||||
| свойствам к s-элементам. Типичным примером ds-элементов | высокотемпературных, процессах; для оксидов и силикатов | ||||
| является Sc. | халькофильных элементов наиболее обычно образование в | ||||
| 49 | Таксоны структурно-химической систематики минералов | 0 | условиях зоны окисления. Дальнейшую последовательность | ||
| А.А. Годовикова и их соподчинённость: Тип Квазитип | расположения классов целесообразно подчинить | ||||
| Подтип Квазиподтип Надкласс Класс Квазикласс Подкласс | последовательности смены солей, отвечающей увеличению | ||||
| Семейство Подсемейство Серия (род) Группа Минеральный | силы кислот, образующих эти соли. Такая | ||||
| вид. | последовательность в целом отвечает увеличению степени | ||||
| 50 | А.А.Годовиков считал, что существенной особенностью | 0 | ионности связи между катионами и кислотными радикалами, | ||
| классификации минералов, как впрочем, и неорганических | уменьшению роли полимерных радикалов в солях, повышению | ||||
| кристаллических веществ в целом, является невозможность | их растворимости, изменению условий образования с | ||||
| использования при её разработке строго системного | гипогенных на все более и более низкотемпературные, | ||||
| подхода. Пожалуйста, не упустите этот тезис. Прежде чем | вплоть до поверхностных, закономерному изменению многих | ||||
| перейти к рассмотрению самих таксонов необходимо | физических свойств соответствующих минералов. | ||||
| остановиться на уточнении ряда основных положений и | 115 | Эта последовательность нарушается в классе боратов, | 0 | ||
| терминов. Начнём с систематики элементарных веществ, | влючающем минералы, в которых КЧ B в оксирадикалах | ||||
| соединений в зависимости от преобладания в них того или | может быть 4; 3; 4 и 3. Поэтому предложено [4] делить | ||||
| иного типа химической связи. Элементарные вещества | бораты на 3 квазикласса: 1) (4)-бораты, 2) (3)-бораты, | ||||
| издавна принято делить на: 1) металлы, 2) полуметаллы | 3) (4)-(3)-бораты, рассматривая их в систематике в | ||||
| или металлоиды и 3) неметаллы. Эти термины в настоящее | указанной последовательности. Первые из них структурно | ||||
| время потеряли значительную часть своей определенности. | наиболее близки к силикатам; радикальные группы | ||||
| Разные авторы дают разные определения этих понятий. К | (4)-боратов могут поликондесироваться с | ||||
| сожалению, мы не можем подробно останавливаться на | кремнекислородными радикалами, образуя единые | ||||
| этом. Желающие могут познакомиться с определениями | гетероядерные полимерные радикалы боросиликатов. | ||||
| разных авторов, представленных в книге А.А. Годовикова | (4)-Бораты характерны для гипогенных условий; их | ||||
| «Структурно-химическая систематика минералов». Мы будем | образованию благоприятствует высокое давление, | ||||
| рассматривать эти понятия так, как их рассматривал А.А. | повышенная щелочность. (3)-Бораты также преимущественно | ||||
| Годовиков. Большинство элементарных веществ относится к | гипогенные минералы, тогда как для (4)-(3)-боратов | ||||
| металлам. Меньшее их чиcло – полуметаллы. Невелико | характерно образование при упаривании морской или | ||||
| число и неметаллических элементарных веществ. | озерной воды с образованием эвапоритов, в некоторых | ||||
| 51 | Несоизмеримо больше соединений различных элементов | 0 | корах выветривания, редко в низкотемпературных | ||
| друг с другом. При этом тип химической связи в них, их | гидротермальных жилах. Поэтому принимается следующая | ||||
| кристаллические структуры и свойства зависят от | последовательность рассмотрения отдельных классов | ||||
| разности электроотрицательностей образующих элементов | оксисолей с литофильными p-анионообразователями (в | ||||
| (атомов, ионов), их атомных (порядковых) номеров. | скобках указаны величины pKa и формулы кислот, для | ||||
| Изменения типа химической связи, свойств у соединений в | которых они определены [13], для многоосновных кислот | ||||
| зависимости от изменения фундаментальных свойств | приведен кислотный показатель первой ступени | ||||
| атомов, их образующих, могут происходить как | диссоциации): | ||||
| постепенно, так и скачкообразно. В целом химическая | 116 | Класс 1. Силикаты. (9,9; H4[SiO4]). Класс 2. | 0 | ||
| связь должна рассматриваться как | Бораты. Квазикласс а). (4)-Бораты. Квазикласс б). | ||||
| металлически-ковалентно-ионно-остаточная; ее характер в | (3)-Бораты. (9,15; H3[BO3]). Квазикласс в). | ||||
| соединении определяется не только степенью | (4)-(3)-Бораты. Класс 3. Карбонаты. (3,25; H2[CO3]). | ||||
| ковалентности (ионности), в общем случае | Класс 4. Фосфаты. (2,15; H3[PO4]). Класс 5. Сульфаты. | ||||
| пропорциональной разности силовых характеристик | (1,94; H2[SO4]). Класс 6. Нитраты. (-1,64; H[NO3]; | ||||
| (электроотрицательностей), но также степенью | Класс 6а. Иодаты. (0,77; H[IO3]). Класс 6б. Роданаты. | ||||
| металличности, определяемой порядковым номером элемента | (-1; H[CNS]). | ||||
| или средним порядковым номером электроположительных | 117 | Отнесение минерала к определенному классу оксисолей | 0 | ||
| элементов соединения. Еще одним измерением связи в | оказывается спорным, когда в его состав входят | ||||
| некоторых случаях выступает степень ее | несколько разных анионных радикалов, например, [SiO4]4- | ||||
| "остаточности", для выражения которой пока, | и [PO4]3- ; [CO3]2- и [SO4]2- ; [CO3]2- и F-, т.е. | ||||
| не удалось найти простой зависимости от указанных | когда минерал оказывается смешанной солью [5]. При этом | ||||
| фундаментальных свойств элементов и атомов. Несмотря на | к смешанным солям не относятся: а) соединения | ||||
| то, что природа химической связи во всех её проявлениях | включения, имеющие структуру с крупными полостями, в | ||||
| едина, обычно выделяют четыре ее предельных (крайних) | которых и находятся дополнительные анионы, иногда | ||||
| типа – металлическую, ковалентную, ионную и остаточную | вместе с катионами (оксиды Mn с туннельными структурами | ||||
| связь, выраженных в отдельных соединениях в различной | типа голландита, минералы серии канкринит-вишневит, | ||||
| степени. | цеолиты); б) минералы с гибридными структурами, в | ||||
| 52 | Металлы, элементы которых занимают левую наибольшую | 0 | которых отдельные слои представляют собой нейтральные | ||
| часть развернутого варианта Периодической системы, при | или. | ||||
| взаимодействии друг с другом образуют вещества с | 118 | слабо заряженные пачки, включающие в свой состав | 0 | ||
| типично металлическими свойствами – прежде всего | "инородный" анион (тундрит, ломоносовит и | ||||
| высокой проводимостью, сильным металлическим блеском, | т.п. минералы). До сих пор предлагалось относить такие | ||||
| определяющимися металлическим типом связи или просто | минералы к определенному классу по наиболее сильному | ||||
| металлической связью. Такие вещества получили название | аниону [4], [5]. Однако, моделирование разработанной | ||||
| металлидов или интерметаллидов. Полуметаллиды – | систематики в экспозиции Минералогического музея | ||||
| соединения металлов с полуметаллами: арсениды, | им.А.Е.Ферсмана РАН показало, что с парагенетической | ||||
| антимониды, висмутиды и теллуриды (к ним же относятся | точки зрения удобнее поступать наоборот, относя минерал | ||||
| не известные в качестве минералов полониды и астатиды). | - смешанную соль к тому или иному классу по аниону | ||||
| Это вещества с высокой проводимостью (часто | наиболее слабой кислоты. | ||||
| полупроводникового типа), с металлическим блеском, | 119 | Последовательность высших таксонов в разработанной | 0 | ||
| хрупкие, в ряде случаев со спайностью, вплоть до весьма | структурно-химической систематике минералов. 1. Тип: | ||||
| совершенной (минералы семейства тетрадимита). Они | Минералы преимущественно с металлическим и | ||||
| характеризуются химической связью с существенным | металлически-ковалентным типом связи - самородные | ||||
| преобладанием степени её металличности. Неметаллиды – | металлы и полуметаллы, металлиды и полуметаллиды. 1.1. | ||||
| соединения электроположительных (металлических) и | Подтип: Металлы и металлиды. 1.1.1. Класс: Металлы и | ||||
| полуметаллических элементов с оставшимися | металлиды сидеро- и халькофильных элементов. 1.1.2. | ||||
| неметаллическими элементами. К неметаллидам относится | Класс: Металлы и металлиды литофильных элементов. 1.2. | ||||
| подавляющее число соединений от халькогенных до | Подтип: Полуметаллы и полуметаллиды (только сидеро- и | ||||
| галогенных с весьма разнообразными свойствами, которые. | халькофильных катионов). 1.2.1. Квазиподтип: | ||||
| 53 | B. C. N. O. F. Ne. Al. Si. P. S. Cl. Ar. Ga. Ge. | 0 | Полуметаллы и полуметаллиды Va-полуметаллов. 1.2.1а. | ||
| As. Se. Br. Kr. In. Sn. Sb. Te. I. Xe. Tl. Pb. Bi. Po. | Класс: Самородные Va-полуметаллы. 1.2.1б. Класс: | ||||
| At. Rn. определяются постепенным снижением в указанном | Va-Полуметаллиды – арсениды, антимониды, висмутиды. | ||||
| направлении степени металличности и степени | 1.2.2. Квазиподтип: Полуметаллы и полуметаллиды | ||||
| ковалентности химической связи, увеличением её степени | VIа-полуметаллов. 1.2.2а. Класс: Самородные | ||||
| ионности. Рассмотренные группы элементарных веществ, | VIa-полуметаллы . 1.2.2б. Класс: VIa-полуметаллиды – | ||||
| располагаются таким образом. Здесь металлы выделены | теллуриды. | ||||
| красным шрифтом, неметаллы набраны жирным шрифтом, и | 120 | 2. Тип: Минералы преимущественно с | 0 | ||
| полуметаллы выделены синим шрифтом. | металлически-ковалентным и ионно-ковалентным, редко с | ||||
| 54 | Среди неметаллидов выделяются своими свойствами | 0 | остаточным типом связи – халькогенные соединения и | ||
| IVа-неметаллиды, что определяется особым - | самородные VIа-неметаллы. 2а. Квазитип: Элементарные | ||||
| "перевальным" - положением IVа-элементов в | (самородные) VIа-неметаллы (остаточная связь). 2б. | ||||
| Периодической системе. Оно проявляется в том, что левее | Квазитип: Халькогенные соединения | ||||
| IVа-группы находятся практически только металлические | (металлически-ковалентная и ионно-ковалентная, редко | ||||
| элементы, а правее - неметаллические и | остаточная связь) - простые (изодесмические) ? сложные | ||||
| полуметаллические Особым положением в Периодической | ? халькосоли (анизодесмические). 2б.1. Подтип: | ||||
| системе IVа-группы объясняются и такие специфические | Халькогенные соединения сидеро- и халькофильных | ||||
| свойства IVа-неметаллов, как образование ими | катионов. 2б.1а. Квазиподтип: Сульфиды и сульфосоли | ||||
| многочисленных органических соединений, в том числе | сидеро- и халькофильных катионов. 2б.1а.1. Класс: | ||||
| углеводородов, кремнийводородов (силанов, силонов и | Сульфиды сидеро- и халькофильных катионов. 2б.1а.2. | ||||
| т.п.), более редких, но близких к ним по строению и | Класс: Сульфосоли сидеро- и халькофильных катионов. | ||||
| свойствам германоорганических соединений. При этом | 2б.1б. Квазиподтип: Селениды и селеносоли сидеро- и | ||||
| карбиды, силициды и германиды можно рассматривать как | халькофильных катионов. 2б.1б.1. Класс: Селениды | ||||
| производные соответствующих водородных соединений. В | сидеро- и халькофильных катионов. | ||||
| зависимости от электроположительного элемента они могут | 121 | 2б.1б.2. Класс: Селеносоли сидеро- и халькофильных | 0 | ||
| иметь самый различный тип связи, в том числе | катионов 2б.2. Подтип: Халькофильные соединения | ||||
| металлический, ковалентный, остаточный, ионный. Этим | литофильных катионов. 2б.2.1. Класс: Сульфиды (и | ||||
| определяется разнообразие свойств подобных соединений, | селениды) литофильных катионов. 2б.2.2. Класс: | ||||
| в том числе разнообразие их кристаллических структур, | Сульфосоли литофильных катионов. 2б.1б.1. Класс: | ||||
| трудность определения из-за этого их места в общей | Селениды сидеро- и халькофильных катионов. 3. Тип: | ||||
| последовательности смены таксонов в систематике. Так, | Минералы преимущественно с ионно-ковалентным и | ||||
| уже отмечалось, что часть авторов включает их в | ковалентно-ионным типом связи - неметаллиды легкого | ||||
| "интерметаллиды". Однако это не удобно не | (типического, кайносимметричного) VIa-элемента (О) - | ||||
| только из-за. | кислородные соединения. 3.1. Подтип: Оксиды и | ||||
| 55 | специфических свойств этих веществ, отличающих их | 0 | гидроксиды (изодесмические). 3.1а. Квазиподтип: Оксиды | ||
| от металлидов, полуметаллидов и остальных неметаллидов, | и гидроксиды литофильных катионов с низкими СХ. 3.1а.1. | ||||
| но также и потому, что такое их положение разбивает | Класс: Оксиды и гидроксиды s-, ds- и ps-катионов. | ||||
| естественные связи и переходы в едином ряде: металлиды | 3.1а.2. Класс: Оксиды и гидроксиды f-катионов с низкими | ||||
| ? полуметаллиды ? халькогенные соединения ? кислородные | СХ – 4-х валентных f-катионов. | ||||
| соединения ? галогенные соединения, представляющем | 122 | 3.1а.3. Класс: Оксиды и гидроксиды f-катионов со | 0 | ||
| естественную смену типа химической связи : | средними СХ – 6-ти валентных f-катионов (U6+ ) ? | ||||
| металлическая ? металлически-ковалентная ? | соединения уранила (UO2)2+ - ураниловые кислоты, | ||||
| ионно-ковалентная ? ковалентно-ионнная ? ионная связь. | уранаты и их производные (урановые слюдки и близкие к | ||||
| Поэтому наиболее правильным, по мнению А.А. Годовикова, | ним минералы). 3.1б. Квазиподтип: Оксиды и гидроксиды | ||||
| является выделение из общего ряда различных соединений | литофильных катионов со средними СХ. 3.1б.1. Надкласс: | ||||
| веществ, образуемых IVа-неметаллическими элементами, | Оксиды Zr . 3.1б.1а. Класс: Простые оксиды Zr. 3.1б.1б. | ||||
| исключив, однако, из их числа соединения типа | Класс: Сложные оксиды Zr ? титанаты циркония ? | ||||
| карбонатов, которые по особенностям своего состава, | цирконотитанаты. 3.1б.2. Надкласс: Оксиды Sn4+ и Ti4+. | ||||
| свойств следует рассматривать среди остальных | 3.1б.2а. Класс: Оксиды и гидроксиды Sn4+ и Ti4+. | ||||
| кислородных соединений. При этом соединения | 3.1б.2б. Класс: Сложные оксиды Ti4+ (Sn4+) ? титанаты | ||||
| IVа-неметаллов, включая самородные минералы, карбиды, | (станнаты), только (6)-титанаты , (6)-станнаты). | ||||
| силициды и органические соединения, должны | 123 | 3.1б.3. Надкласс: Оксиды и гидроксиды Nb5+ и Ta5+. | 0 | ||
| рассматриваться как заключающие систематику. Это первый | 3.1б.3а. Класс: Простые оксиды и гидроксиды Nb5+ и Ta5+ | ||||
| случай нарушения строгого системного подхода. | . 3.1б.3б. Класс: Сложные оксиды Nb5+ и Ta5+ | ||||
| 56 | Сюда же отнесены и такие соединения Vа-неметаллов | 0 | ((6)-танталониобаты ? (4)-танталониобаты). 3.1б.4. | ||
| (N и P) как нитриды и фосфиды, близкие по своим | Надкласс: Оксиды и гидроксиды Mo и W . 3.1б.4а. Класс: | ||||
| свойствам, структурам, условиям образования к карбидам | Простые оксиды и гидроксиды Mo и W . 3.1б.4б. Класс: | ||||
| и силицидам, имеющие с IVа-неметаллами то общее, что | Сложные оксиды и гидроксиды Mo и W ((6)-молибдаты и | ||||
| они также принадлежат к легким (содержат от 1 до 3 | вольфраматы ? (4)-молибдаты и вольфраматы). 3.1б.5. | ||||
| p-электронов) типическим p-элементам (2-го и 3-го | Надкласс: Оксиды и гидроксиды Mn4+ . 3.1б.5а. Класс: | ||||
| периодов). Важно, что в этом случае находят свое | Простые оксиды и гидроксиды Mn4+ . 3.1б.5б. Класс: | ||||
| законное место и органические соединения, заключающие | Сложные оксиды и гидроксиды Mn4+ . 3.1б.6. Надкласс: | ||||
| минералогическую систематику. Для понимания основ | Оксиды и гидроксиды V4+ . 3.1б.6а. Класс: Простые | ||||
| систематики минералов важнейшее значение имеют такие | оксиды и гидроксиды V4+ . 3.1б.6б. Класс: Сложные | ||||
| понятия как простые соединения, двойные или более | оксиды и гидроксиды V4+ (ванадиты). 3.1б.7. Надкласс: | ||||
| сложные соединения, соли. К простым обычно относят | Оксиды и гидроксиды V5+ . 3.1б.7а. Класс: Простые | ||||
| соединения двух элементов, состоящие из простых | оксиды и гидроксиды V5+ . | ||||
| катионов и анионов. Например, сфалерит ZnS, халькозин | 124 | 3.1б.7б. Класс: Сложные оксиды и гидроксиды V5+ | 0 | ||
| Cu2S, антимонит Sb2S3 и т.п. минералы. К простым | ((6)-ванадаты ? (5)-ванадаты ? (4)-ванадаты). | ||||
| соединениям относят также минералы, содержащие | 3.1б.7б.1. Квазикласс: (6)-Ванадаты. 3.1б.7б.2. | ||||
| простейшие комплексные катионы, например, нашатырь | Квазикласс: (5)-Ванадаты. 3.1б.7б.3. Квазикласс: | ||||
| NH4Cl, или простейшие комплексные анионы, например, | (4)-Ванадаты. 3.1в. Квазиподтип: Оксиды и гидроксиды | ||||
| пирит Fe[S2], арсенопирит Fe[AsS], скуттерудит | халькофильных катионов (кроме Vа- и VIа-катионов). | ||||
| Co4[As4]3. | 3.1в.1. Надкласс: Оксиды и гидроксиды Iб-катионов. | ||||
| 57 | К двойным или более сложным соединениям относят | 0 | 3.1в.2. Надкласс: Оксиды и гидроксиды IIб-катионов. | ||
| минералы, содержащие более одного катиона. Например, | 3.1в.3. Надкласс: Оксиды и гидроксиды IIIa-катионов. | ||||
| халькопирит CuFeS2, станнин CuFeSnS4, перовскит CaTiO3, | 3.1в.4. Надкласс: Оксиды и гидроксиды IVa-катионов. | ||||
| ферберит FeWO4 и т.п. минералы. Значительно более | 3.1г. Квазиподтип: Оксиды и гидроксиды Va-катионов. | ||||
| сложным является понятие "соли". Соли, | 3.1г.1. Надкласс: Оксиды и гидроксиды As3+ , Sb3+ , | ||||
| продукты замещения атомов H кислоты на металл или | Bi3+ . 3.1г.1а. Класс: Простые оксиды и гидроксиды | ||||
| группы OH основания на кислотный остаток. При полном | As3+, Sb3+, Bi3+. 3.1г.1б. Класс: Сложные оксиды и | ||||
| замещении образуются средние, или нормальные, соли, | гидроксиды As3+, Sb3+, Bi3+ ? (6)- Арсениты, | ||||
| например, NaCl, K2SO4, (C17H35COO)3Al. Неполное | антимониты, висмутиты. | ||||
| замещение атомов H приводит к кислым солям (например, | 125 | 3.1г.2. Надкласс: Оксиды и гидроксиды Sb5+, | 0 | ||
| гидросульфат аммония NH4HSO4), неполное замещение групп | Bi5+(все сложные) ?антимонаты и висмутаты (только | ||||
| OH – к основным солям, например, дегидроксостеарат | (6)-антимонаты и (6)-висмутаты). 3.1д. Квазиподтип: | ||||
| алюминия (C17H35COO)Al(OH)2. Соли обычно имеют ионную | Оксиды и гидроксиды VIа-катионов (Те). 3.1д.1. | ||||
| кристаллическую структуру, хотя в солях халькофильных | Надкласс: Оксиды и гидроксиды Те4+. 3.1д.1а. Класс: | ||||
| элементов, особено слабых кислот, связь катиона с | Простые оксиды и гидроксиды Те4+. 3.1д.1б. Класс: | ||||
| кислотным остатком часто ковалентная. Соли | Сложные оксиды и гидроксиды Те4+?теллуриты. 3.1д.2. | ||||
| характеризуются относительно высокими значениями | Надкласс: Оксиды и гидроксиды Те6+ (все сложные) ? | ||||
| температур плавления и кипения. Говоря об основаниях, | теллураты (все (6)-теллураты). 3.1е. Квазиподтип: | ||||
| ангидридах, кислотах, солях необходимо, таким образом, | Оксиды и гидроксиды неметаллических (литофильных) | ||||
| различать халько-, окси- и галогенооснования, халько-, | элементов. 3.1е.1. Класс: Оксиды и гидроксиды Si | ||||
| окси- и галогеноангидриды, халько-, окси- и | (кремневые ангидриды и кремневые кислоты). 3.1е.2. | ||||
| галогенокислоты, халько-, окси- и галогеносоли. | Класс: Оксиды и гидроксиды B (борный ангидрид и борные | ||||
| 58 | Образование их можно пояснить следующими реакциями: | 0 | кислоты) . 3.1е.3. Класс: Оксиды и гидроксиды Se | ||
| а) для оснований: 2Na + H2S ? H2 + Na2S (тиооснование), | (селенистый ангидрит). | ||||
| 2Na + H2O ? H2 + 2NaOH (гидроксиоснование), 2Na + 2HCl | 126 | 3.2. Подтип: Оксисоли (анизодесмические). 3.2.1. | 0 | ||
| ? H2 + 2NaCl (галогенооснование); б) для кислот: As2S5 | Класс: Силикаты. 3.2.2. Класс: Бораты. 3.2.2.1. | ||||
| + 3H2S ? 2H3AsS4 (тиокислота), SO3 + H2O ? H2SO4 | Квазикласс: (4)-Бораты. 3.2.2.2. Квазикласс: | ||||
| (оксикислота), BF3 + HF ? HBF4 (галогенокислота); в) | (3)-Бораты. 3.2.2.3. Квазикласс: (4)-(3)-Бораты. 3.2.3. | ||||
| для солей: 3Na2S + As2S5? 2Na3AsS4 (тиоcоль), Na2O + | Класс: Карбонаты. 3.2.4. Класс: Фосфаты. 3.2.4.1. | ||||
| SO3 ? Na2O4 (оксиcоль), NaF + BF3 ? NaBF4 | Квазикласс: Ортофосфаты. 3.2.4.2. Квазикласс: | ||||
| (галогеносоль). | Пирофосфаты. 3.2.4.3. Квазикласс: Трифосфаты. | ||||
| 59 | Для типичных оснований характерна ионная связь | 0 | 3.2.4а.Класс: Арсенаты. 3.2.4а.1. Квазикласс: | ||
| катион-лиганд, ионная гомодесмическая координационная | (6)-Арсенаты. 3.2.4а.2. Квазикласс: (4)-Арсенаты | ||||
| структура, в предельных, наиболее типичных случаях, – | (ортоарсенаты). 3.2.4б. Класс: Арсениты. 3.2.5. Класс: | ||||
| хорошая растворимость в воде и диссоциция в растворах | Сульфаты. 3.2.6. Класс: Сульфиты. | ||||
| по реакциям типа Na2S ? 2Na+ + S2- , NaOH ? Na+ + OH-, | 127 | 3.2.6а. Класс: Селениты. 3.2.7. Класс: Хроматы. | 0 | ||
| NaCl ? Na+ + Cl-. Основания характеризуются низкой | 3.2.8. Класс: Нитраты. 3.2.8а. Класс: Иодаты. 3.2.8б. | ||||
| валентностью (W) катионов, относительно высокими | Класс: Иодиты. 3.2.8в. Класс: Роданаты (тиоцианаты). 4. | ||||
| температурами плавления, низкой упругостью пара. По | Тип: Минералы преимущественно с ковалентно-ионным и | ||||
| мере увеличения степени ковалентности связи | ионным типом связи – галогенные соединения. 4.1. | ||||
| катион-лиганд указанные свойства становятся менее | Подтип: Галогениды (изодесмические). 4.1.1. Класс: | ||||
| определенными. Типичные ангидриды, например, As2S5, | Фториды. 4.1.2. Класс: Хлориды, бромиды. 4.1.2а. Класс: | ||||
| As2S3, SO3, P2O5, BF3, SiF4 характеризуются | Иодиды. 4.2. Подтип: Галогеносоли (анизодесмические) (с | ||||
| молекулярной (SO3, P2O5, BF3, SiF4) или | гексацианоферратами и гексатиоцианитами, родонидами) . | ||||
| квазимолекулярной (As2S5, As2S3) структурой с | 4.2а. Квазиподтип: Галогеносоли с | ||||
| ковалентной связью внутри молекул (и квазимолекул) и | d-анионообразователями. | ||||
| остаточной связью между ними. Из-за этого наиболее | 128 | 4.2а.1. Класс: Хлороферриты и хлорокуприты (только | 0 | ||
| типичные из таких веществ, не растворяются в воде или | s-катионов и NH+4). 4.2а.2. Класс: Гексахлороферраты и | ||||
| интенсивно с нею реагируют, имеют низкие температуры | гексахлороманганаты (только s-катионов). 4.2б. | ||||
| плавления, высокие упругости пара. Для них характерны | Квазиподтип: Галогеносоли с р-анионообразователями. | ||||
| высоковалентные катионы-анионообразователи (W обычно – | 4.2б.1. Класс: Фтороалюминаты (только s-катионов). | ||||
| 4, редко – 3 как у B). | 4.2б.2. Класс: Фторобораты (только s-катионов). 4.2б.3. | ||||
| 60 | Халько-, окси- или галогеносоли обладают | 0 | Класс: Фторосиликаты (только s-катионов и NH4+). | ||
| гетеродесмической связью - ионной между катионами и | 4.2б.4. Класс: Хлороалюминаты (только s-катионов). 5. | ||||
| кислотными остатками и ионно-ковалентной между | Тип: Углерод, его соединения (кроме карбонатов) и | ||||
| анионообразователем и лигандами. Такие соли хорошо | близкие к ним вещества. 5а. Квазитип: Неорганические | ||||
| растворяются в воде с образованием положительно | соединения (кроме карбонатов) и близкие к ним вещества. | ||||
| заряженных катионов и отрицательно заряженных | 5а.1. Подтип: Самородные минералы. 5а.2. Подтип: | ||||
| комплексных анионов, сохраняющих в растворе ту же | Минералы с преимущественно ковалентной и | ||||
| форму, что и в кристаллическом теле, хотя, как правило, | металлически-ковалентной связью – карбиды и близкие к | ||||
| они в той или иной мере гидратированы. Увеличение | ним соединения – силициды, нитриды и фосфиды. | ||||
| степени ковалентности или металличности связи катион - | 129 | 5а.2.1. Класс: Карбиды. 5а.2.1а. Класс: Силициды. | 0 | ||
| кислотный остаток (анионный радикал) приводит к | 5а.2.2. Класс: Нитриды. 5а.2.2а. Класс: Фосфиды. 5б. | ||||
| снижению растворимости солей. Принадлежность вещества к | Квазитип: Органические соединения. 5б.1. Подтип: Соли | ||||
| простому, двойному соединению или к соли определяется | органических кислот. 5б.1.1. Класс: Соли | ||||
| фундаментальными свойствами образующих его атомов – их | бензополикарбоновых кислот ( С6H6-n (COOH)n; n = 6 ). | ||||
| СХ и порядковым номером Z, их соотношением, | 5б.1.2. Класс: Цитраты. 5б.1.3. Класс: Ацетаты. 5б.1.4. | ||||
| принадлежностью вещества к халькогенным, кислородным | Класс: Оксалаты. 5б.1.5. Класс: Формиаты. 5б.2. Подтип: | ||||
| или галогенным соединениям. Общая закономерность при | Углеводороды и близкие к ним соединения. 5б.2.1. Класс: | ||||
| этом проявляется в том, что переход простое соединение | Углеводороды циклические (по мере уменьшения х = Н : | ||||
| ? двойное соединение ? соль происходит по мере | С). 5б.2.2. Класс: Углеводороды кислородсодержащие (по | ||||
| увеличения разности СХ образующих их катионов, т.е. по | мере увеличения О : С). 5б.2.3. Класс: Азотсодержащие | ||||
| мере увеличения степени ионности связи. Уменьшение их | органические вещества. 5б.3. Подтип: Смеси органических | ||||
| суммарных или средних Z, т.е. уменьшение степени | веществ, в том числе ископаемые смолы. | ||||
| металличности связи, может благоприятствовать переходу | 130 | Пять типов, объединяющих все минеральные виды. | 0 | ||
| как в одну, так и в другую сторону (рис.1). | 1.Тип: Минералы преимущественно с металлическим и | ||||
| 61 | Рис. 1. Зависимость между суммарной величиной | 0 | металлически-ковалентным типом связи – самородные | ||
| атомного номера (?Z) атомов А(В), М(Т), разностью их | металлы и полуметаллы, металлиды и полуметаллиды. | ||||
| силовых характеристик (??орб.n+) и структурой | 2.Тип: Минералы преимущественно с | ||||
| образуемых ими соединений в ряду кислородных соединений | металлически-ковалентным и ионно-ковалентным, редко с | ||||
| 2АО2?АВО4?М[ТО4], где А, В и Т - d- катионы. Тип | остаточным типом связи – халькогенные соединения и | ||||
| структуры: I – TiO2(рутила), II – FeWO4(ферберита), III | самородные VIа-неметаллы. Критерии выделения таксонов в | ||||
| – CaWO4(шеелита), IV – Y[VO4], V – Pb[CrO4], VI – | структурно-химической систематике минералов | ||||
| Ba[FeO4]. | А.А.Годовикова представлены в таблице. Таксон. Признак. | ||||
| 62 | Все сказанное говорит не только о существенных | 0 | Примеры. 1. 2. 3. Тип 1. Преимущественный тип | ||
| различиях в кристаллических структурах и свойствах | химической связи. -»-. -»-. | ||||
| простых соединений, сложных соединений, солей, но и о | 131 | 4.Тип: Минералы преимущественно с ковалентно-ионным | 0 | ||
| естественной смене их в указанном порядке по мере | и ионным типом связи – галогенные соединения. 1. 2. 3. | ||||
| изменения СХ и Z, создает основу для классификации | -»-. -»-. 3.Тип: Минералы преимущественно с | ||||
| веществ в пределах халькогенных, кислородных и | ионно-ковалентным и ковалентно-ионным типом связи – | ||||
| галогенных соединений, т.е.в пределах выделения высших | неметаллиды легкого (типического, кайносимметричного) | ||||
| таксонов систематики – типов. Далее необходимо | VIa-элемента (О) – кислородные соединения. -»-. -»-. | ||||
| рассмотреть появившиеся в 20 веке геохимические | 5.Тип: Углерод, его соединения (кроме карбонатов) и | ||||
| классификации элементов и катионов, чтобы понимать | близкие к ним вещества. Квазитип. Тип химической связи. | ||||
| принципы выделения классов и других более мелких | Два квазитипа во втором типе минералов преимущественно | ||||
| таксонов. Первой весьма удачной геохимической | с металлически-ковалентным и ионно-ковалентным, редко с | ||||
| систематикой элементов, не утратившей определенного | остаточным типом связи - халькогенных соединений и | ||||
| значения и по настоящее время, является разделение | самородных VIа-неметаллов: 2а. Элементарные | ||||
| элементов на геохимические (генетические) группы, | (самородные) VIа-неметаллы (остаточная связь); | ||||
| предложенное В. М. Гольдшмидтом. | 132 | 2б. Халькогенные соединения | 0 | ||
| 63 | Рис. 2 Изменение атомного объёма элементарных | 0 | (металлически-ковалентная и ионно- ковалентная, редко | ||
| веществ ( V ) по мере увеличения атомного номера ( Z ) | остаточная связь) – простые (изодесмические) ? сложные | ||||
| соответствующих элементов. Структуры: CBC – ОЦК, CPH – | ? халькосоли (анизодесмические). Два подтипа в | ||||
| ПГУ, CPC – ПКУ, of diamonds – алмаза, structures of | 2б.квазитипе во втором типе: 2б.1. Халькогенные | ||||
| other types – структуры иного типа, La – структуры типа | соединения сидеро- и халькофильных катионов ( | ||||
| La. | металлически-ковалентная связь); 2б.2. Халькофильные | ||||
| 64 | Виктор Мориц Гольдшмидт (1888 – 1947 гг.) – | 0 | соединения литофильных катионов (ионно-ковалентная | ||
| директор Геологического музея университета в Осло. На | связь). Два подтипа в 3 типе минералов преимущественно | ||||
| основе кристаллохимии он анализировал условия | с ионно-ковалентным и ковалентно-ионным типом связи – | ||||
| распределения элементов в различных минералах, условия | неметаллидов легкого (типического, кайносимметричного) | ||||
| их концентрации и миграции. Опираясь на кривую | VIa-элемента (О) – кислородных соединений: -»-. -»-. | ||||
| изменения атомного объёма элементарных веществ от | Подтип. Тип химической связи, тип катиона. 2. | ||||
| атомного номера (рис.2) В.М. Гольдшмидт разделил все | Принадлежность минерала к изодесмическим и | ||||
| элементы на 4 группы: Сидерофильные элементы, | анизодесмическим соединениям. | ||||
| находящиеся в минимальных участках кривых зависимости | 133 | 3.1. – оксиды и гидроксиды (изодесмические); 3.2 – | 0 | ||
| атомных объёмов от атомного номера. К ним он отнёс C, | оксосоли (анизодесмические). Два подтипа в 4 типе | ||||
| P, Fe, Co, Ni, Tc, Mo, Ru, Rh, Re, Os, Ir и Pt. | минералов преимущественно с ковалентно-ионным и ионным | ||||
| Халькофильные элементы, находящиеся на восходящих | типом связи – галогенных соединений: 4.1. Галогениды | ||||
| участках – S, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Pd (его | (изодесмические); 4.2. Галогеносоли (аниизодесмические) | ||||
| правильнее было бы отнести к сидерофильным элементам), | (с гексацианоферратами и гексатиоцианитами, | ||||
| Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Au, Hg, Tl, Pb, Bi и Po. | родонидами). Два квазиподтипа в подтипе 2б.1 | ||||
| 65 | Литофильные элементы, находящиеся на нисходящих | 0 | халькогенных соединений сидеро- и халькофильных | ||
| участках – Li, Be, B, Na, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, | катионов: 2б.1а. Сульфиды и сульфосоли сидеро- и | ||||
| Mn, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Cs, Ba, Ln, Hf, Ta, W, Fr (его | халькофильных катионов; 2б.1б. Селениды и селеносоли | ||||
| на графике В. М. Гольдшмидта ещё не было), Ra, Ac, Th, | сидеро- и халькофильных катионов. Шесть последовательно | ||||
| Pa, U. Сюда же он отнёс O, F, Cl, Br, I, находящиеся на | сменяющих друг друга квазиподтипов в подтипе 3.1. | ||||
| восходящих участках рассматриваемых кривых, учитывая | окси-дов и гидроксидов (изодесмических), что. -»-. -»-. | ||||
| обычность этих элементов в минералах горных пород и | Квазиподтип. Тип аниона 2. Тип катиона. | ||||
| делая отступление от логически-формальной в пользу | 134 | отвечает переходу от катионов с низкими СХ к | 0 | ||
| естественной классификации элементов. Атмофильные | катионам с высокими СХ, от литофильных катионов через | ||||
| элементы, находящиеся в верхних участках кривых – He, | халькофильные к катионам неметаллических элементов с | ||||
| N, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn (Em); сюда же он отнёс H. | наиболее высокими СХ: 3.1а - оксиды и гидроксиды | ||||
| Неудовлетворённость систематикой В. М. Гольдшмидта | литофильных катионов с низкими СХ; 3.1б - оксиды и | ||||
| привела к разработке собственных геохимических | гидроксиды литофильных катионов со средними СХ; 3.1в - | ||||
| систематик А. Е. Ферсманом и А.Н.Заварицким. | оксиды и гидроксиды халькофильных катионов (кроме Vа- и | ||||
| 66 | Александр Евгеньевич Ферсман (1883-1945) – | 0 | VIа-катионов); 3.1г - оксиды и гидроксиды Va-катионов | ||
| академик, директор Минералогического музея с 1919 по | (As, Sb, Bi); 3.1д - оксиды и гидроксиды VIа-катионов | ||||
| 1930 гг. Область его интересов чрезвычайно широка. | (Те); 3.1е - оксиды и гидроксиды неметаллических | ||||
| Минералогия, кристаллография, геохимия, учение о | (литофильных) катионов. | ||||
| полезных ископаемых, технология минерального сырья. | 135 | Семь надклассов выделяются в квазиподтипе 3.1б – | 0 | ||
| Исследователь и организатор промышленной разработки | оксиды и гидроксиды литофильных катионов с средними СХ: | ||||
| ряда месторождений Кольского полуострова, Урала, | 3.1б.1. Оксиды Zr; 3.1б.2. Оксиды Sn4+ и Ti4+; 3.1б.3. | ||||
| Средней Азии. Создатель стройной теории генезиса | Оксиды и гидроксиды Nb5+ и Ta5+; 3.1б.4. Оксиды и | ||||
| пегматитов. В систематике А. Е. Ферсмана следует | гидроксиды Mo и W; 3.1б.5. Оксиды и гидроксиды Mn4+ ; | ||||
| отметить выделение типических элементов (т. е. | 3.1б.6. Оксиды и гидроксиды V4+ ; 3.1б.7. Оксиды и | ||||
| элементов с кайносимметричными внешними и предвнешними | гидроксиды V5+. Надкласс. Катион. Класс. Тип аниона | ||||
| электронами). Это сделано путем отделения их (в | (простой, комплексный) или соединения (простое, | ||||
| периодической системе) от остальных двойной | сложное). Два класса в квазиподтипе 2б.1а – сульфиды и | ||||
| горизонтальной чертой. При этом в верхнюю половину | сульфосоли сидеро- и халькофильных катионов: 2б.1а.1. | ||||
| таблицы попали все типические элементы первых трех | Класс: Сульфиды сидеро- и халькофильных катионов; | ||||
| периодов, а также элементы от K до Ni включительно. | 2б.1а.2. Класс: Сульфосоли сидеро- и халькофильных | ||||
| Этим подчеркивались и особые свойства большинства | катионов. | ||||
| элементов, относящихся к первой серии d-элементов, | 136 | Два класса в надклассе 3.1б.1–оксиды Zr : 3.1б.1а. | 0 | ||
| также относящихся, как было установлено позже, к | Класс: Простые оксиды Zr ; 3.1б.1б. Класс: Сложные | ||||
| кайносимметрикам. | оксиды Zr ? титанаты циркония ? цирконотитанаты. | ||||
| 67 | 1. Водорода – Н. 2. Благородных газов – He, Ne, Ar, | 0 | Одиннадцать классов в 3.2 подтипе – оксосоли | ||
| Kr, Xe, Rn. 3. Элементов горных пород – Li, Na, K, Rb, | (анизодесмические): 3.2.1. Класс: Силикаты; 3.2.2. | ||||
| Cs, Be, Mg, Ca, Al, Si. 4. Элементов магматических | Класс: Бораты; 3.2.3. Класс: Карбонаты; 3.2.4. Класс: | ||||
| эманаций – B, C, N, O, P, S, F, Cl. 5. Элементов группы | Фосфаты; 3.2.4а. Класс: Арсенаты; 3.2.5. Класс: | ||||
| железа – Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni. Александр | Сульфаты; 3.2.6. Класс: Сульфиты; 3.2.6а. Класс: | ||||
| Николаевич Заварицкий (1884 – 1952 гг.) – академик, | Селениты; 3.2.7. Класс: Нитраты; 3.2.7а. Класс: Иодаты; | ||||
| крупный геолог, петрограф, специалист по рудным | 3.2.7б. Класс: Роданаты (тиоцианаты). 2. Анион. | ||||
| месторождениям и вулканологии предложил свою | 137 | Три подкласса в классе силикатов: силикаты, | 0 | ||
| геохимическую классификацию элементов, которая | содержащие катионы с низкими СХ; силикаты, содержащие | ||||
| отличается наибольшей последовательностью и большей | катионы со средними СХ; cиликаты, халькофильных | ||||
| детальностью. Она, с одной стороны, базируется на | элементов. Квази-класс. Координационное число | ||||
| свойствах элементов, отраженных в развёрнутом варианте | анионообразователя. Три квазикласса в классе 3.1б.7б – | ||||
| Периодической системы, с другой – на огромном личном | сложные оксиды и гидроксиды V5+ : (6)-ванадаты ? | ||||
| опыте крупнейшего петрографа и петролога. Он выделяет в | (5)-ванадаты ? (4)-ванадаты. Три квазикласса в классе | ||||
| рамках Периодической системы 11 полей элементов: | боратов: (4)-бораты; (3)-бораты; (4)-(3)-бораты. | ||||
| 68 | 6. Редких элементов – Sc, Y, Ln, Zr, Hf, Nb, Ta. 7. | 0 | Подкласс. Величина СХ. | ||
| Радиоактивных элементов – Fr, Ra, Ac, Th, Pa, U. 8. | 138 | Семейство цеолитов, объединяющее подсемейства: | 0 | ||
| Элементов группы платины – Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt. 9. | томсонита, сколецита-натролита, гарронита, вайракита, | ||||
| Металлических (цветных) элементов – Cu, Ag, Au, Zn, Cd, | гмелинита, стильбита, стеллерита, морденита. Семейство | ||||
| Hg, Ga, In, Tl, Ge, Sn, Pb. 10. Металлоидных | слюд, объединяющее ди- и триоктаэдрические слюды и все | ||||
| металлогенных элементов ( элементов сульфокислот) – As, | политипы. Пять подсемейств в семействе халькопирита: | ||||
| Sb, Bi, Se, Te, Po. 11.Тяжелых галоидов – I, Br, At. 4 | талнахита; собственно халькопирита; германита; | ||||
| элемента – Mo, W, Tc, Re остались вне выделенных полей. | бриартита; морозевичита. Три подсемейства в семействе | ||||
| Особо надо отметить, что систематика А. Н. Заварицкого, | станнина: станноидита; собственно станнина; | ||||
| как это он сам отмечал, во многом близка к технической | родостаннина. Семейст-во. Близкий или идентич-ный (у | ||||
| классификации элементов Г. Берга, разработанной на | полиморфов) состав, единый генезис и парагенезис. | ||||
| основе сугубо производственных (технических) признаков, | Подсемей-ство. Близкий состав, однотипные структуры. | ||||
| что укрепляет значение обоих из них. | 139 | Серия (род). Непрерывные твёрдые растворы между | 0 | ||
| 69 | Близкой к рассмотренным оказалась | 0 | двумя или большим числом крайних членов. Род форстерита | ||
| минералого-кристаллохимическая систематика элементов | и род граната среди средних тетрасиликатов. Группа. | ||||
| А.А. Годовикова, разработанная с учетом последних | Однотипные состав и структура. Группа доломита, | ||||
| данных по особенностям электронного строения элементов: | включающая доломит, анкерит, кутногорит, бенстонит, | ||||
| 1. учения о кайно- и некайносимметричных электронах; 2. | эйтелит , имеющих однотипную структуру, но не | ||||
| элементах, различных степенях близости (аналогии); 3. | образующих друг с другом непрерывных твердых растворов | ||||
| свойств элементов в зависимости от их | . | ||||
| электроотрицательности, выраженной силовыми | 140 | а) Три минеральных вида в роде монтичеллита: | 0 | ||
| характеристиками – СХ и порядковым номером элемента Z. | монтичеллит, глаукохроит, кирнштейнит. б) Пять | ||||
| Однако в ней имеется целый ряд существенных изменений. | минеральных видов в роде форстерита: форстерит, фаялит, | ||||
| Выделенные в этой систематике 13 полей элементов удобно | тефроит, либенбергит, лайхунит. Минераль-ный вид. | ||||
| объединить в более крупные группы, используя | Индивидуальное химическое соединение; конечный член | ||||
| терминологию В. М. Гольдшмидта, изменив, однако, | твердых растворов; промежуточный член непрерывных рядов | ||||
| наполнение групп с учетом указанных данных. В этом | твердых растворов (родов) с условно принятыми границами | ||||
| случае получим следующую систематику элементов: | по составу. | ||||
| 70 | 1. Водород – H. Выделение H в отдельную группу | 0 | 141 | Литература: 1а.Барсанов Г.П. (19590 Принципы | 0 |
| соответствует систематике А.Н.Заварицкого. 2. | современной классификации минералов. Тр. | ||||
| Литофильные элементы с низкими СХ. 2.1. Щелочные и | Минералогического музея. М. Изд-во АНСССР. Вып. 9. | ||||
| щелочноземельные элементы – Li, Na, K, Rb, Cs, Fr; Mg, | стр.3-18. 1. Бокий Г.Б., Голубкова Н.А. (1989). | ||||
| Ca, Sr, Ba. 2.2. Редкоземельные и радиоактивные | Введение в номенклатуру ИЮПАК. М., Наука, 184 с. 2. | ||||
| элементы – Sc, Y, Ln (La - Yb), Th, U. 2.3. Амфотерные | Годовиков А.А. (1981). Замечания к номенклатурным | ||||
| элементы – Be, Al, (Ga). 2.4. Кайносимметричные | правилам ИЮПАК по химии (том 1, полутом 1). ЖНХ, вып. | ||||
| d'-элементы – Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni. Эта группа | 4, сс. 1159 – 1164. 3. Годовиков А.А. (1982). | ||||
| элементов полностью аналогичная группе железа А. Н. | Периодическая система Д.И.Менделеева и силовые | ||||
| Заварицкого; Ti связан диагональным сходством с Nb и | характеристики элементов. Новосибирск, Наука, 96 с. 4. | ||||
| Ta, отнесенных к следующей группе 3.1., чем объясняется | Годовиков А.А. (1983). Минералогия, 2-е изд. М., Недра, | ||||
| изоморфизм между ними и обычность примесей Ti в | 648 с. 5. Годовиков А.А. (1983). Смешанные соли и их | ||||
| минералах Nb и Ta и наоборот. 3. Литофильные элементы | место в систематике минералов Геология и геофизика, № | ||||
| со средними СХ . 3.1. Некайносимметричные | 12, сс.3 – 15. 6. Годовиков А.А. (1984). Галогеносоли - | ||||
| d'-комплексообразователи – Zr, Hf, Nb, Ta. 3.2. Mo и W. | определение, особенности структуры, место в | ||||
| 4. Благородно-металлические (сидерофильные) элементы – | минералогической систематике, общие черты генезиса. | ||||
| Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt, Au; из них Ag и Au часто | Геология и геофизика, № 7, сс. 42 – 54. 7. Годовиков | ||||
| оказываются в халькофильных минералах и ассоциациях. | А.А. (1989). О связи свойств элементов со структурой и | ||||
| 71 | 5. Халькофильные элементы. 5.1. Халькофильные | 0 | свойствами минералов. М., Наука, 118 с. 8. Годовиков | ||
| элементы с низкими СХ – Cu, Zn, Cd, Hg, (Ga), In, Tl, | А.А. (1993). Использование электроотрицательностей при | ||||
| Pb. 5.2. Халькофильные элементы со средними СХ – Ge, | систематике минералов и неорганических веществ. | ||||
| Sn, As, Sb, Bi, Se, Te. Группы 5.1. и 5.2. очень близки | Журн.неорг.химии, т. 38, № 9, сс. 1468 – 1482. | ||||
| группам 9 – метаталлических (цветных) элементов и 10– | 142 | 9. Годовиков А.А. (1997). Структурно-химическая | 0 | ||
| металлоидных металлогенных элементов (элементов | систематика минералов. М. РАН. Минмузей им. А.Е. | ||||
| "сульфокислот") А.Н.Заварицкого | Ферсмана. 247 с. 10. Годовиков А.А., Ненашева С.Н. | ||||
| соответственно, за исключением Ge и Sn, которые он | (2007). Структурно-химическая систематика минералов. М. | ||||
| отнёс к группе 9. 6. Легкие анионообразователи – B, C, | Изд-во Экост. 296 с. РАН. Минмузей им. А.Е. Ферсмана. | ||||
| Si, N, P, O, S, F, Cl. Эта группа элементов полностью | 11. Ким А.А., Заякина Н.В., Лаврентьев Ю.Г. (1982). | ||||
| аналогичная группе элементов магматических эманаций А. | Яфсоанит (Zn1,38 Ca1,36 Pb0,26)3 TeO6 - новый минерал | ||||
| Н. Заварицкого, входящих в виде анионообразователей (B, | теллура. ЗВМО, вып. 1, сс. 118 – 121. 12. Лазаренко | ||||
| C, Si, N, P, S) или анионов (O, F, Cl) в литофильные | Е.К. (1971). Курс минералогии. М., Высшая школа, 608 с. | ||||
| минералы и лишь S играет наряду с этим анионную роль в | 13. Лурье Ю.Ю. (1979). Справочник аналитической химии. | ||||
| халькофильных минералах. 7. Тяжелые анионообразователи | М., Химия, 480 с. 14. Номенклатурные правила ИЮПАК по | ||||
| – Br и I. 8. Благородногазовые элементы – He, Ne, Ar, | химии. (1979). М., ВИНИТИ, т. 1, полутом 1. 15. | ||||
| Kr, Xe, Rn. | Поваренных А.С. (1966). Кристаллохимическая | ||||
| 72 | Приведённая систематика, однако, нуждается в | 0 | классификация минеральных видов. Киев, Наукова Думка, | ||
| дополнительных уточнениях, поскольку большинство | 548 с. Transl. Povarennykh A.S. Crystal chemical | ||||
| элементов оказываются амфотерными и их | classification of minerals. N.Y. - L., Plenum Press. | ||||
| кислотно-основные свойства определяются: 1. свойствами | 1972. V.1, 1 – 458 p., V.2, 459 - 766 p. 16. Щукарев | ||||
| других элементов, находящихся в соединении; 2. их | С.А. (1970 - 1974). Неорганическая химия. М., Высшая | ||||
| соотношениями; 3. физико-химическими параметрами | школа, т. 1, 352 с., т. 2, 382 с. 17. Clark A.M. Hey,s | ||||
| систем, в которых образовался или находится минерал. | mineral index, 3-rd Ed.. L., Chapman and Hall, 1993, | ||||
| Представления об амфотерности в применении к | 852 p. 18. Dana E.S. (1892). The system of mineralogy | ||||
| кристаллическим веществам, должны опираться на величины | of James Dwight Dana 1837 - 1868. N.Y., John Wiley | ||||
| КЧ катионов. Общей закономерностью здесь является то, | & Sons, Inc. L., Chapman & Hall, Ltd. | ||||
| что увеличение КЧ катиона приводит к усилению его | 143 | 19. Godovikov A.A., Harija Yu. The connection | 0 | ||
| основных свойств, а уменьшение КЧ, напротив, - усилению | between the properties of elements and compounds; | ||||
| его кислотных свойств. Таким образом, катионы типично | mineralogical-crystallochemical classification of | ||||
| сидерофильных элементов могут стать в | elements. Jour. Fac. Sci., Hokkaido Univ., Ser. IV, | ||||
| кристаллохимическом отношении аналогами типичных | vol. 22, no.2, 1987, pp. 357-385. 20. Hoelzel A.R. | ||||
| литофильных элементов, и катионы типично халькофильных | (1992). Crystal data. Excerpt from systematics of | ||||
| элементов могут стать также аналогами типичных | minerals. Germany, 174 p. 21. Jarosch D., Zemann J. | ||||
| литофильных элементов. | (1989). Yafsoanite: a garnet type | ||||
| 73 | В этом отношении можно указать на Mn2+, Fe2+ , Co2+ | 0 | calcium-tellurium(VI)-zink oxide. Miner.Petrol., Vol. | ||
| , Ni2+ , которые при КЧ = 6 оказываются | 40, pp. 111 -116 . 22. Kostov I. (1968). Mineralogy. | ||||
| кристаллохимическими аналогами Mg2+ , что проявляется в | Edinburgh and London, Oliver and Boyd. Пер. Костов И. | ||||
| широком изоморфизме между ними, образовании не только | Минералогия. М., Мир., 1971, 584 с. 23. Nickel E.H., | ||||
| изоформульных, но и изоструктурных соединений. Точно | Nichols M.C. Mineral reference manual. N.Y.,VNR, 1991, | ||||
| также Pb2+ при КЧ 12 оказывается кристаллохимическим | 250 p. 24. Strunz H. Mineralogische Tabellen. 5 | ||||
| аналогом Ba2+, K+ в минералах типа голландита, Ca2+ – в | Aufl.Leipzig, Akad. Verlagsges. Geest und Portig K.-G., | ||||
| минералах типа македонита, близких по структуре к | 1970. 25. Wells A.F. (1984). Structural inorganic | ||||
| перовскиту (CaTiO3); Tl+ с КЧ = 12 оказывается аналогом | chemistry. 5-th Edition. Oxford, Clarendon Press, 1382 | ||||
| типично литофильного щелочного K+ в изоструктурной паре | p. Пер.: Уэллс А. Структурная неорганическая химия. В | ||||
| джерфишерит - талфенисит. Подобных примеров существует | 3-х томах. М., Мир, 1987, т. 1, 408 с., т. 2, 694 с., | ||||
| множество, что очень затрудняет использование | т. 3, 564 с. Спасибо за внимание ! | ||||
| генерализованных систематик элементов (катионов) типа | |||||
| 143 | «Систематика минералов» | Систематика минералов | 0 | |||
http://900igr.net/fotografii/khimija/Sistematika-mineralov/Sistematika-mineralov.html
cсылка на страницу
Химия
64 темы
Химия
○ Уроки химии
○ Обучение химии
○ ИКТ на уроках химии
○ Игры по химии
○ Задачи по химии
Строение атома
○ Закон Менделеева
▫ Менделеев
Химическая связь
Вещество
○ Состояние вещества
○ Смеси
○ Вода
▫ Свойства воды
○ Минералы
○ Круговорот веществ
Реакции
○ Диссоциация
○ Гидролиз
Неорганическая химия
○ Химические элементы
▫ Галогены
▫ Азот
▫ Железо
▫ Кислород
▫ Кремний
• Силикатная промышл.
▫ Сера
▫ Углерод
▫ Фосфор
○ Классы неорг. соединен.
▫ Оксиды
▫ Соли
• Поваренная соль
▫ Кислоты
• Названия кислот
- Серная кислота
○ Металлы
▫ Виды металлов
▫ Свойства металлов
▫ Коррозия
▫ Сплавы
▫ Металлургия
• Чёрная металлургия
▫ Применение металлов
○ Неметаллы
Органическая химия
○ Органические вещества
○ Углеводороды
▫ Предел. углеводороды
▫ Непред. углеводороды
▫ Источники углеводород.
○ Спирты
▫ Виды спиртов
○ Карбоновые кислоты
○ Эфиры
○ Углеводы
○ Белки
○ Полимеры
○ Нуклеиновые кислоты
Химия в жизни
○ Бытовая химия
○ Хим.промышленность
Тема
Систематика минералов
Минералы
17 презентаций
Систематика минералов
Презентация: Систематика минералов | Тема: Минералы | Урок: Химия | Вид: Фото