Связанная замена
заменил Си 4+
и Ca 2+
для На +
Связанное замещение — это геологический процесс, при котором два элемента одновременно замещаются в кристалле, чтобы поддерживать общую электрическую нейтральность и поддерживать постоянный заряд. [1] При формировании серии твердых растворов размер иона более важен, чем ионный заряд , поскольку он может быть компенсирован в другом месте структуры. [2]
Ионный размер
[ редактировать ]Чтобы создать геометрически стабильную структуру в минерале, атомы должны соответствовать друг другу как по размеру, так и по заряду. Атомы должны приспособиться друг к другу, чтобы их электронные оболочки могли взаимодействовать друг с другом, а также образовать нейтральную молекулу. По этим причинам размеры и структура электронной оболочки атомов определяют возможные комбинации элементов и геометрическую форму, которую принимают различные минералы. Поскольку электроны передаются и принимаются, именно ионный радиус элемента контролирует размер и определяет, как атомы соединяются друг с другом в минералах. [3]
Примеры
[ редактировать ]- Сопряженные замещения распространены в силикатных минералах, где Al 3+
заменители Си 4+
в тетраэдрических позициях. [4]
Например, когда полевого шпата плагиоклаза твердых растворов образуется серия , альбит ( Na Al Si 3 O 8 ) может превратиться в анортит ( Ca Al 2 Si 2 O 8 ), имея Al 3+
заменить Си 4+
. Однако при этом остается отрицательный заряд, который необходимо уравновешивать (связанным) замещением Ca 2+
для На +
. [2]
- Несмотря на прозвище « золото дураков» , пирит иногда встречается в сочетании с небольшими количествами золота . Золото и мышьяк встречаются в структуре пирита в виде сопряженного замещения. В месторождениях золота типа Карлин в арсенианпирите содержится до 0,37% золота по массе. [5]
- Возможна замена т. (Ал 3+ ) 2 от Фе 2+ Из 4+ в Корунде [1]
- NiO и TiO
2 в гематите [6] - Что 2+
мг 2+
→ Вот и все +
Ал 3+
Диопсид (MgCaSi 2 O 6 ) → Жадеит : (NaAlSi 2 O 6 или Na(Al,Fe 3+
)И
22О
6 ) [4]
Диопсид можно превратить в 
Жадеит путем парного замещения - мг 2+
2 2Ал 3+
→ 2 Фе 2+
Из 4+
Как и в группах шпинели [4] - Сайт, заполняемый для поддержания заряда, не обязательно должен быть подменой. Это также может включать заполнение участка, который обычно пустует, для достижения баланса зарядов. Например, в амфиболовом минерале Тремолите - (Ca 2 (Mg 5,0-4,5 Fe 2+ 0,0-0,5 )Si 8 O 22 (OH) 2 ), Al 3+
заменил Си 4+
тогда На +
может зайти на сайт, который обычно свободен, чтобы поддерживать баланс заряда. Этот новый минерал тогда будет эденитом (NaCa
2 мг
5 (Си
7 Ал)О
22 (Огайо)
2 разновидности роговой обманки . [4] - Структура бититита состоит из сопряженного замещения между листами многогранников; сопряженное замещение алюминия бериллием в тетраэдрических позициях допускает однократное замещение вакансии литием без каких-либо дополнительных октаэдрических замещений. [7] Перенос завершается созданием тетраэдрического листового состава Si 2 BeAl. [8] Совместное замещение вакансии литием и тетраэдрического алюминия бериллием сохраняет баланс всех зарядов; таким образом, в результате образуется триоктаэдрический концевой член маргарита подгруппы филлосиликатной группы. [8]
- Феррогедрит связан с антофиллитом, амфиболом и жедритом посредством сопряженного замещения (Al, Fe 3+ ) для (Mg, Fe 2+ , Mn) и Al для Si. [9] : 12–78
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Совмещенное замещение — из мира химии Эрика Вайсштейна» . Архивировано из оригинала 25 марта 2019 г. Проверено 26 марта 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Аллаби, Майкл (4 июля 2013 г.). Словарь геологии и наук о Земле . ISBN 9780199653065 .
- ^ Ленгмюр, Чарльз Герберт; Брокер, Уоллес С. (2012). Как построить обитаемую планету: история Земли от Большого взрыва до человечества . ISBN 9780691140063 .
- ^ Jump up to: а б с д «Тулейнский курс» . Архивировано из оригинала 9 июля 2017 г. Проверено 26 марта 2019 г.
- ^ Флит, Мэн; Мумин, А. Хамид (1997). «Золотосодержащий мышьяковый пирит, марказит и арсенопирит из золотых месторождений Карлин Тренд и лабораторный синтез» (PDF) . Американский минералог . 82 (1–2): 182–193. Бибкод : 1997AmMin..82..182F . дои : 10.2138/am-1997-1-220 . S2CID 55899431 . Архивировано (PDF) из оригинала 10 августа 2017 г. Проверено 27 марта 2019 г.
- ^ Парк, Б.-Х.; Суйто, Х. (1993). «Совместное замещение NiO и TiO2 в гематите». Журнал материаловедения . 28 (1): 52–56. Бибкод : 1993JMatS..28...52P . дои : 10.1007/BF00349032 . S2CID 97048742 .
- ^ Лин, Дж.К. и Гуггенхайм С. (1983). «Кристаллическая структура хрупкой слюды с высоким содержанием Li,Be: диоктаэдрически-триоктаэдрический промежуточный продукт». Американский минералог , 68, 130–142.
- ^ Jump up to: а б Гуггенхайм, С. (1984). «Хрупкая слюда». Обзоры по минералогии , 13, 61-104.
- ^ Дир, Уильям Александр, Роберт Эндрю Хоуи и Джек Зуссман (1997). Породообразующие минералы. 2Б. Двухцепочечные силикаты , Vol. 2. Геологическое общество.