Органический минерал
Органический минерал – это органическое соединение в минеральной форме. Органическое соединение — это любое соединение, содержащее углерод, за исключением некоторых простых, открытых до 1828 года. Органические минералы делятся на три класса: углеводороды (содержащие только водород и углерод ), соли органических кислот и другие. Органические минералы редки и, как правило, имеют особые условия, такие как окаменелые кактусы и гуано летучих мышей . Минералоги использовали статистические модели, чтобы предсказать, что неоткрытых органических минеральных видов больше, чем известных.
Определение
[ редактировать ]В общем, органическое соединение определяется как любое соединение, содержащее углерод, но некоторые соединения исключены по историческим причинам. До 1828 года химики считали, что органические и неорганические соединения принципиально различны: первые требуют жизненной силы , которая может исходить только от живых организмов. Затем Фридрих Велер синтезировал мочевину путем нагревания неорганического вещества, называемого цианатом аммония , доказав, что органические соединения также могут быть созданы посредством неорганического процесса. Тем не менее, углеродсодержащие соединения, которые уже были отнесены к неорганическим, не были переклассифицированы. К ним относятся карбиды , простые оксиды углерода, такие как окись углерода и двуокись углерода , карбонаты , цианиды и минералы элементарного углерода, такие как графит и алмаз . [1] [2]
Органические минералы редки и их трудно найти, они часто образуют корки на изломах. [1] [2] Ранние описания органических минералов включают меллит в 1793 году, гумбольдтин в 1821 году и идриалит в 1832 году. [1] [2]
Типы
[ редактировать ]В предлагаемом 10-м издании -Штрунца классификации Никеля [3] Органические минералы являются одним из десяти основных классов минералов. Класс делится на три подкласса: соли органических кислот, углеводородов и разные органические минералы. [4]
Углеводороды
[ редактировать ]
Как следует из названия, углеводородные минералы полностью состоят из углерода и водорода. Некоторые из них представляют собой неорганические формы соединений полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Например, редкий минерал, известный как карпатит , карпатит или пендлетонит, представляет собой почти чистый коронен . Карпатит откладывается в виде бледно-желтых чешуек в трещинах между диоритом ( магматическая порода ) и аргиллитом (осадочная порода); его ценят за красивую голубую флуоресценцию в ультрафиолетовом свете . [5] Другие соединения ПАУ, встречающиеся в виде минералов, включают флуорен в виде краточвилита ; и антрацен в виде раватита. [5] [6] [7] Другие представляют собой смеси: куртисит содержит несколько соединений ПАУ, в том числе дибензофторин, пицен и хризен , тогда как наиболее распространенными компонентами идриалита являются трибензофлуорены. [6] Одна из теорий их образования предполагает захоронение соединений ПАУ до тех пор, пока они не достигнут температуры, при которой может произойти пиролиз , с последующим гидротермальным транспортом к поверхности, во время которого состав выпадающих в осадок минералов зависит от температуры. [6]
Соли органических кислот
[ редактировать ]Соль органической кислоты — соединение, в котором органическая кислота соединена с основанием . Самой крупной такой группой являются оксалаты , которые объединяют C 2 O 2− 4 с катионами . Большая часть имеет присоединенные молекулы воды; примеры включают ведделлит , вевеллит и жемчужниковит . Оксалаты часто связаны с определенными окаменелыми биологическими материалами, например, с ведделлитом кактусов; оксаммит с пометом и яичной скорлупой птиц; глушинскит с лишайником ; гумбольдтин, степановит и вевеллит с опадом листьев; и гумбольдтин, степановит и вевеллит с углем . Там, где растительный материал, такой как корни деревьев, взаимодействует с рудными телами, можно обнаружить оксалаты с переходными металлами ( мулооит , пжитлеит). [7]
Другие соли включают соли формиата ( ОХОО − ) такие как формикаит и дашковит; и соли ацетата ( CH 3 COO − ), такие как ацетамид и кальклацит . [7] Джоаннеумит — первый изоциануратный минерал. официально признанный [8]
Разнообразный
[ редактировать ]Некоторые органические минералы не попадают в вышеуказанные категории. никеля К ним относятся порфирин ( NiC 31 H 32 N 4 ), тесно связанный с биологическими молекулами, такими как гем (порфирин с железом в качестве катиона) и хлорофилл ( катион магния ), но сам по себе не встречается в биологических системах. Вместо этого он встречается на поверхности трещин в горючих сланцах. [7] Мочевина, полученная из помета и мочи летучих мышей, также встречается в виде минерала в очень засушливых условиях. [2] В классификациях Дана и Струнца янтарь считается органическим минералом, однако эта классификация не одобрена Международной минералогической ассоциацией (IMA). [9] Другие источники называют его минералоидом, поскольку он не имеет кристаллической структуры. [10]
Углеродный минеральный вызов
[ редактировать ]По состоянию на 2016 год IMA признала десять углеводородных минералов, десять различных органических минералов, 21 оксалат и более 24 других солей органических кислот. [2] [3] Однако Роберт Хейзен и его коллеги проанализировали известные виды углеродсодержащих минералов, используя статистический метод, называемый моделью большого числа редких событий (LNRE), и предсказали, что по крайней мере 145 таких минералов еще предстоит открыть. Многие неоткрытые органические минералы могут быть связаны с известными видами путем различных замещений катионов. Хазен и др. предсказывают, что как минимум еще три кристалла ПАУ ( пирен , хризен и тетрацен ) должны встречаться в виде минералов. Известно 72 синтетических оксалата, некоторые из которых могут встречаться в природе, особенно рядом с ископаемыми организмами. [7] Чтобы стимулировать открытие большего количества углеродных минералов, Deep Carbon Observatory запустила инициативу, известную как Carbon Mineral Challenge . [11]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Сигер, Спенсер Л.; Слабо, Майкл Р. (2013). Химия сегодня: общая, органическая и биохимия . Cengage Обучение . стр. 361–362. ISBN 9781285415390 .
- ^ Jump up to: а б с д и Венк, Ганс-Рудольф; Булах, Андрей (2016). Минералы: их строение и происхождение . Издательство Кембриджского университета . стр. 473–477. ISBN 9781316425282 .
- ^ Jump up to: а б Миллс, Стюарт Дж.; Хатерт, Фредерик; Никель, Эрнест Х.; Феррарис, Джованни (2009). «Стандартизация иерархий групп минералов: применение к недавним предложениям по номенклатуре» (PDF) . Европейский журнал минералогии . 21 : 1073–1080. дои : 10.1127/0935-1221/2009/0021-1994 . Архивировано из оригинала (PDF) 17 февраля 2011 г. Проверено 8 сентября 2017 г.
- ^ «Классификация Никеля-Штрунца – ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, 10-е издание» . Mindat.org и Гудзонский институт минералогии . Проверено 8 сентября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б Поттикари, Джейсон; Дженсен, Торстен Т.; Холл, Саймон Р. (29 августа 2017 г.). «Наноструктурное происхождение синей флуоресценции в минерале карпатите» . Научные отчеты . 7 (1). дои : 10.1038/s41598-017-10261-w . ПМЦ 5575318 . ПМИД 28852091 .
- ^ Jump up to: а б с Ли, Милтон (1981). Аналитическая химия полициклических ароматических соединений . Оксфорд: Elsevier Science . стр. 19–21. ISBN 9780323149037 .
- ^ Jump up to: а б с д и Хейзен, Роберт М.; Хаммер, Дэниел Р.; Гистад, Грета; Даунс, Роберт Т.; Голден, Джошуа Дж. (1 апреля 2016 г.). «Экология углеродных минералов: предсказание неоткрытых минералов углерода» (pdf) . Американский минералог . 101 (4): 889–906. дои : 10.2138/am-2016-5546 . Проверено 8 сентября 2017 г.
- ^ «Иоанневит» . Mindat.org . Гудзоновский институт минералогии . Проверено 1 марта 2018 г.
- ^ Бартельми, Дэвид. «Данные о янтаре» . Минералогическая база данных . webmineral.com . Проверено 8 сентября 2017 г.
- ^ Артиоли, Гилбертолини, изд. (2010). Научные методы и культурное наследие: введение в применение материаловедения в археометрии и науке о консервации . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета . п. 373. ИСБН 9780199548262 .
- ^ Уилсон, Элизабет К. «Всемирная охота начинается за недостающими углеродными минералами» . Научный американец . Проверено 8 сентября 2017 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Блюмер, Макс (март 1976 г.). «Полициклические ароматические соединения в природе». Научный американец . 234 (3): 35–45. doi : 10.1038/scientificamerican0376-34 . JSTOR 24950303 .
- Хазен, РМ; Даунс, RT; Ка, Л.; Сверженский, Д. (13 февраля 2013 г.). «Эволюция углеродных минералов». Обзоры по минералогии и геохимии . 75 (1): 79–107. дои : 10.2138/rmg.2013.75.4 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
