赤铁矿的晶体化学特征_精品文档PPT资料.ppt
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化学式:
Fe2O3,常含有Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg等类质同相混入物,有时也含有SiO2、Al2O3。
结点上粒子:
Fe3+、O2-;
由于O2-变形性小,不用考虑离子极化现象。
粒子间作用力:
离子键;
晶体结构:
晶格中结点上大的粒子阴离子O2-(晶体半径1.4,离子体积11.53)做六方或立方最紧密堆积晶体半径较小的Fe3+(晶体半径0.64,离子体积1.093)填充2/3的四面体或八面体空隙,第一层,第二层,12121212,123123123123,第三层,六方最紧密堆积单位晶胞立方最紧密堆积单位晶胞,四面体空隙,八面体空隙,Fe3+-O2-阴阳离子间的静电引力计算,F=KZ+Z-e2/(Rc+Ra)(单位:
库伦)式中F阴离子与阳离子之间的静电引力,(C库伦);
Z+Z-阴阳离子的电价,ZFe3+=3;
ZO2-=2;
e电子的电量,1.61019(C);
Rc阳离子半径,Rc(Fe3+)=0.067nm=6.710-11m;
Ra阴离子半径,Ra(O2-)=0.132nm=1.3210-10m;
K常数,9109Nm2/C2;
求得:
FFe-O=6.94710-18C,=1001-exp-(XFe-XO)2/4式中化合物中离子键的百分数;
XFe铁原子的电负性,1.8;
XO氧原子的电负性,3.5。
求得=51.4%,Fe3+O2-键离子键百分数的计算,=(KWkWa/CNd2)式中阴阳离子的键合强度;
K键合强度系数,大小取决于共价程度;
Wk正离子电价,+3;
Wa负离子电价,-2;
CN正离子配位数=6,R+/R-=0.67/1.32=0.507;
dFe3+-O2-离子间距,1.99nm;
键合弱化系数,=0.71.0。
相对键合强度越大,键越牢固,矿物解理时键就越难断裂。
Fe3+-O2-键的相对键合强度计算,Fe3+-O2-平均键价的计算,S=(R/R0)N式中S键价;
R键长=R+R-=0.67+1.32=1.99nm;
R0为S=1时的R值,也称为单价键长;
N为大于1的数值,N越大,S随R的变化就越敏感;
R0、N是与原子种类、价态有关的经验常数,查表求得;
R0(Fe3+)=1.78;
N(Fe3+)=5.7故S=0.529每个原子所连各键的键价之和等于该原子的原子价。
F=Z/CNrc2式中F键力;
Z成键电子与核分开后,原子核的电价数;
CN离子配位数;
rc离子共价半径,其中rcX=d-(r0X+r0M)/2+r0XrcM=d-(r0X+r0M)/2+r0Md离子间距;
r0鲍林离子半径,r0O=0.132,r0Fe=0.067;
离子键极性计算公式=(FO-FFe)/(FO+FFe)式中FO氧离子的键力;
FFe铁离子的键力;
键力的比值,越大,表示键的极性越大,所占的离子键成分越大。
Fe3+-O2-离子键极性的计算,赤铁矿的红外光谱,赤铁矿的zeta电位曲线,石英的zeta电位曲线,如何描述一种矿物的晶体化学特性,通过试验结果及检测手段、理论分析得到以下矿物的晶体化学特性1.结点上粒子的化学组成(化学式);
2.粒子的化学特征(大小、半径、电负性、极化性质);
3.粒子间作用力(键类型、键参数描述);
4.晶胞或晶格构型(不同粒子配位数、晶体结构、晶胞参数等);
5.矿物表面活性位点及其化学性质(氧化还原性、溶液化学性质、热稳定性等);
6.检测手段:
ICP、XFS、TEM、SEM、EDS、XRD、XPS、AMF、IR、TGA、pH-动电位测定、氧化还原电位测定等。
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