- •Структура гранатов. A3b2[SiO4]3.
- •Структура андалузита AlAl[SiO4]o.
- •Структура реальгара As4s4.
- •Структура уранинита uo2.
- •Структура куприта CuO.
- •Селен Se.
- •14 Слоев плотнейшей упаковки. Слои состоят из зигзагообразных цепочек соединенных ребрами октаэдров, связанны тетраэдрами SiO4)
- •Батисит Na2BaTi2o2[Si4o12]
Структура реальгара As4s4.
Пространственная группа: P21/n.
a0=9,33Å, b0=13,57Å, c0=6,59Å, =106,4º.
Структура реальгара – молекулярная. Основой структуры являются изолированные, связанные остаточной связью, молекулы As4S4 (рис. 24). Эти молекулы можно представить как квадратное кольцо S4, которое делит пополам тетраэдр As4: 2As выше плоскости кольца S4, два As – ниже. При этом каждая S имеет КЧ=2As, а для As КЧ = 2S + 1As = 3. Связь As-S внутри молекулы ковалентная, образованная по донорно-акцепторному механизму. Атом серы, имеющий 4 внешних р-электрона, завершает эту орбиталь, принимая по одному электрону от соседних атомов As. Атом мышьяка имеет на внешней р-орбитали только 3 электрона. Получая по 1 электрону от двух соседних атомов серы он не может построить завершенную орбиталь. Завершенная же орбиталь получается благодаря объединению свободных р-электронов с соседним атомом мышьяка, аналогично структуре самородного мышьяка. Таким образом, As в структуре реальгара приобретает типичную для себя координацию 3. Между молекулами в структуре связь ван-дер-ваальсова. Следствием этого является низкая твердость реальгара. Под воздействием света происходит полимеризация молекул в структуре реальгара и его трансформация в аурипигмент.
Структура уранинита uo2.
Пространственная решетка: Fm-3m.
Уранинит
является структурным аналогом флюорита.
U4+
располагается по мотиву ПКУ (в узлах
F-кубической
решетки), в то время как O2-
занимает положение тетраэдрических
пустот этой упаковки (рис. 44а). Такое
расположение катионов и анионов
объясняется близостью ионных радиусов
U4+
(0,89Å) и O2-
(1,36Å). Окисление U4+
до U6+
приводит к трансформации структуры,
как показано на рис. 44б. Для компенсации
избыточного локального положительного
заряда два иона O2-
соединяются с U6+,
образуя уранил-ион (
)2+.
Однако для компенсации заряда решетки
этого не достаточно. Для этого в структуру
входит дополнительный кислород, который
помещается в межузельное пространство.
В результате таких структурных
трансформаций возникают минералы с
формулой
при
х≤0,38.
Структура куприта CuO.
Пространственная решетка: Pn-3.
В элементарной примитивной ячейке атомы кислорода расположены по закону объемно-центрированного куба. Каждый атом кислорода окружен четырьмя атомами Cu так, что последние образуют вершины тетраэдра, расположенные на половине расстояния между двумя атомами кислорода (рис. 45а) (КЧCu=2). Если такими ячейками заполнить пространство (рис. 45б), то образуются две системы тетраэдров (два субкаркаса), вложенные друг в друга так, что их нельзя вывести друг из друга операциями симметрии. Иными словами, одна половина атомов кислорода принадлежит одной системе тетраэдров, а другая половина – другой системе.
Селен Se.
Сингония: моноклинная; Группа: P 2(1)/a; Параметры ячейки: a = 12.8500 | b = 8.0700 | c = 9.3100 | beta = 93.1300; Z = 32
Структура цепочечная.
b-Олово (белое олово)
Сингония: тетрагональная |
|
||
Пространственная группа: |
I 4(1)/amd |
|
|
Параметры ячейки: |
a = 5.8192 | c = 3.1749 |
||
Кол-во формульных единиц: |
Z = 4
|
|
|
КЧ предствавляется в виде 4+2+4
Это структура алмаза сжатая вдоль очи четвёртого порядка
Ломоносовит Na5Ti2[Si2O7][PO4]O2
Сингония: триклинная; Группа: Р1(-);Параметры ячейки: a = 5.4400 | b = 7.1630 | c = 14.8300 | alpha = 99.0000 | beta = 106.0000 | gamma = 90.0000; Z = 2
Гипс CaSO4 * 2H2O
Сингония: моноклинная; Углы: a=y=90, b неравно 90; Группа: I2/a; Параметры: a=5.6790, b=15.2020, c=6.5220; КЧCa/O=6 КМ – октаэдр, КЧCa/h20=2 КМ – гантель; Z=4
Два листа анионных групп SO4^(2-), тесно связанны с ионами кальция, образуют двойные слои. Молекулы воды размещаются между этими слоями. Ионы кальция окружены шестью ионами кислорода, относящимися к группа SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион кальция с одним ионом кислорода, лежащим в том же двойном слое и с кислородом из соседнего слоя
Хлор, йод (I2, Cl2)
Сингония: орторомбическая; Пространственная группа C mca; Параметры ячейки: a = 6.1450 | b = 4.3950 | c = 8.1540
Кол-во формульных единиц: Z = 4
Арагонит CaCO3, Витерит BaCO3, SrCO3 стронцианит
Сингония: орторомбическая; Группа: P mcn; Параметры: a = 4.9611 | b = 7.9672 | c = 5.740; Z = 4
Магнетит (обращенная шпинель) Fe3O4
Сингония: кубическая; Группа: *F d3m; Параметры ячейки: a = 8.3960; Z = 8
Структура такаежа как и у шпинели, только более крупные Fe2+ находятся в октаэдрических пустотах, а более мелкие Fe3+ распределяются между октаэдрическими и тетраэдрическими пустотами в соотношении 1:1
Монацит CePO4
Сингония: моноклинная; Группа: P2(1)/n;Параметры ячейки: a=6.77, b=7,04, c=6,46; КЧCe/O=9, КЧp/o=4. КП – девятевершинник, КП – тетраэдр.
Структура минералов рода пирохлора (Ca,Na)(Ta,Nb,Ti)2O6(F,OH).
Пространственная решетка: Fd-3m.
Производная флюорита: 4CaF2 = Ca4F8 (дефектная, с дефицитом анионов). Структуру можно представить как каркас, в котором крупные катионы (Na,Ca) имеют кубическую координацию (КЧ = 8, кубы искаженные) (рис. 43а). Более мелкие катионы Nb5+,Ta5+ имеют КЧ = 6 и полиэдр в виде искажённого октаэдра. Эти октаэдры представляют собой усеченные кубы, в которых две вершины вакантны (рис. 43б и в). Кубы (Na,Ca) и октаэдры Nb размещаются в объеме по шахматному закону флюорита. Пустые кубы чередуются с заполненными, но среди заполненных часть – кубы, а часть – октаэдры (рис. 43г). В вершинах октаэдров располагаются исключительно ионы O2-, в то время как ионы F- находятся в вершине, где сочленяются 4 куба. Таким образом, на 4 катиона структуры пирохлора приходится 1 ион фтора.
Дефицитная формула А2В2Х7 получается следующим образом. В элементарную ячейку будут входить 2 куба (Ca и Na) и 2 октаэдра (Ta,Nb,Ti). Анионы в вершинах кубов имеют КЧ = 4: тетраэдрическое окружение как у флюорита. В октаэдре те анионы, которые соединяют куб и октаэдр имеют КЧ = 4, а те, которые соединяют октаэдры – КЧ = 2. На один куб будет приходиться 2 аниона, а на октаэдр – 4 × 1/4 + 2 × 1/2 = 1,5 аниона. Отсюда следует, что 2 × 2 + 1,5 × 2 = 7 анионов (6О и 1F). Итак, причиной дефицита анионов по сравнению с флюоритом является наличие в структуре пирохлора дефектных кубов – октаэдров (рис. 43б-в). Дефицит анионов усиливается за счет нескомпенсированной валентности при гетеровалентном изоморфизме: Na+Ca2+ → U4+,TR3+.
Гумит Mg7(SiO4)3(F,OH)2, мангангумит [Mn0.68Mg0.3Fe0.01Ca0.01]7[SiO4]3(OH)2
Параметры: 4.7408 10.2580 20.8526 90 90 90 Pbnm
