9第八章之一自然元素礦物大類ppt課件

1、作業(yè)作業(yè)1 1、用典型結(jié)構(gòu)分析的方法分析螢石晶體的、用典型結(jié)構(gòu)分析的方法分析螢石晶體的結(jié)構(gòu)，并畫出其晶胞圖。結(jié)構(gòu)，并畫出其晶胞圖。2 2、比較礦物中不同類型、比較礦物中不同類型“水的特征。水的特征。3 3、舉例說(shuō)明晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)與結(jié)晶習(xí)性間的、舉例說(shuō)明晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)與結(jié)晶習(xí)性間的關(guān)系。關(guān)系。4 4、比較金剛石和閃鋅礦晶體中解理產(chǎn)生的、比較金剛石和閃鋅礦晶體中解理產(chǎn)生的不同原因。不同原因。 重重 點(diǎn)點(diǎn)金剛石與石墨晶體結(jié)構(gòu)的區(qū)別。金剛石與石墨晶體結(jié)構(gòu)的區(qū)別。用晶體結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋金剛石與用晶體結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋金剛石與石墨物理性質(zhì)的差異。石墨物理性質(zhì)的差異。用典型結(jié)構(gòu)的分析方法分析金剛用典型結(jié)構(gòu)的分析方法分

2、析金剛石與石墨的晶體結(jié)構(gòu)。石與石墨的晶體結(jié)構(gòu)。 自然元素礦物： 在自然界以單質(zhì)形式存在的礦物。 已知的自然元素礦物種50， 約占地殼總重量的 1，分布極不均勻。 一、化學(xué)組成一、化學(xué)組成 1金屬元素：金屬元素： 主要包括：主要包括： （1部分銅族元素：部分銅族元素：Cu、Ag、Au （2鉑族元素：鉑族元素：Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt 2半金屬元素：半金屬元素： As、Sb、Bi 3非金屬元素：非金屬元素： C、S 二、晶體化學(xué)特點(diǎn)、形態(tài)及物理性二、晶體化學(xué)特點(diǎn)、形態(tài)及物理性質(zhì)質(zhì) 據(jù)鍵性，大致分據(jù)鍵性，大致分 3 種種 晶格類型：晶格類型： 1金屬晶格金屬晶格 典型金屬鍵典型金屬鍵 大多

3、數(shù)礦物的原子呈最緊密堆積，大多數(shù)礦物的原子呈最緊密堆積，結(jié)構(gòu)型較簡(jiǎn)單，對(duì)稱性較高。結(jié)構(gòu)型較簡(jiǎn)單，對(duì)稱性較高。 （1） 多數(shù)呈立方最緊密堆積， 具立方面心格子的銅型結(jié)構(gòu)，如 自然銅、自然金、自然鉑、自然鈀 （2少數(shù)呈六方最緊密堆積， 具六方格子，如自然鋨等。 （3-Fe型：原子按立方體心緊密堆積，配位數(shù)為8。 形狀：形狀： 晶體呈等軸粒狀或六方板狀，晶體呈等軸粒狀或六方板狀， 集合體為樹枝狀、片狀、塊狀等。集合體為樹枝狀、片狀、塊狀等。 物理性質(zhì)：物理性質(zhì)： 具典型的金屬特性：具典型的金屬特性： 金屬色，金屬光澤，不透明。金屬色，金屬光澤，不透明。 硬度低硬度低Os、Ir 例外），解理不例外），

4、解理不發(fā)育，發(fā)育， 強(qiáng)延展性。比重大。電和熱的良導(dǎo)強(qiáng)延展性。比重大。電和熱的良導(dǎo)體。體。 2原子晶格原子晶格 晶格中質(zhì)點(diǎn)以共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)，晶格中質(zhì)點(diǎn)以共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)， 如金剛石（如金剛石（ C ） 。 物理性質(zhì)：物理性質(zhì)： 硬度高，光澤強(qiáng)，具脆性，硬度高，光澤強(qiáng)，具脆性， 不導(dǎo)電。不導(dǎo)電。金剛石晶體結(jié)構(gòu) 3分子晶格分子晶格 1如石墨（如石墨（ C ）：）： 層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)具共價(jià)鍵層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)具共價(jià)鍵 金屬鍵，層間為分子鍵，表現(xiàn)在金屬鍵，層間為分子鍵，表現(xiàn)在 物理性質(zhì)上具明顯的異向性，物理性質(zhì)上具明顯的異向性， 具具 0001 極完全解理，硬度低，極完全解理，硬度低， 金屬光澤，電的良導(dǎo)體。金屬光澤，

5、電的良導(dǎo)體。 石墨結(jié)構(gòu) 2如自然硫自然硫（ -S ）： 8個(gè)S原子以共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)成 S8環(huán)狀分子 ， 環(huán)分子間為 分子鍵，故其硬度低，熔點(diǎn)低， 導(dǎo)電導(dǎo)熱性差。 一、自然銅族一、自然銅族 包括自然銅、自然銀、自包括自然銅、自然銀、自然金然金 等礦物。等礦物。 自然金：自然金： Au 化學(xué)組成：化學(xué)組成： 純金極少見，常有純金極少見，常有一定一定 數(shù)量的類質(zhì)同像混入物數(shù)量的類質(zhì)同像混入物 Ag 。 自然金自然金自然銀完全類質(zhì)同像系自然銀完全類質(zhì)同像系列列 Ag含量含量（%）0551515505085859595100礦物名稱礦物名稱自然金自然金含銀含銀自然金自然金銀金礦銀金礦 金銀礦金銀礦含金含金自

6、然銀自然銀自然銀自然銀 此外，尚可含少量 Cu、Pd、Bi、Pt、 Te、Ir等。含Cu20%者稱銅金礦；含 Pd511%者稱鈀金礦；含Bi4%者稱 鉍金礦。 自然金的 純度以成色來(lái)表示， 用千分?jǐn)?shù)示之。1 10 00 00 0其其他他金金屬屬組組分分金金成成色色AgAuAu 晶體結(jié)構(gòu)： 等軸晶系，F(xiàn)m3m 。 Au 原子呈立方最緊密堆積， 具立方面心格子的銅型結(jié)構(gòu)。 形狀： 一般呈分散粒狀、 不規(guī)則粒狀或樹枝狀等集合體。鑒定特征鑒定特征：鑒定特征鑒定特征： 金黃色顏色及條痕，強(qiáng)金屬光金黃色顏色及條痕，強(qiáng)金屬光澤。澤。 硬度低硬度低(23)，無(wú)解理，強(qiáng)延，無(wú)解理，強(qiáng)延展性。展性。 比重大比重大

7、(15.619.3)。熔點(diǎn)高。熔點(diǎn)高(1062)。 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定， 在空氣中不氧在空氣中不氧化，化， 只溶于王水。只溶于王水。 二、碳族二、碳族 金剛石：金剛石： C 化學(xué)組成：化學(xué)組成： 帶色和不透明者常含帶色和不透明者常含 Si、Al、Ca、 Mg、B、N、Fe、Ti 等雜等雜質(zhì)及石墨、質(zhì)及石墨、 橄欖石、磁鐵礦、金紅石橄欖石、磁鐵礦、金紅石等包裹體。等包裹體。 雜質(zhì)N 和 B 的含量和存在形式， 直接影響著金剛石的 光、電、熱等 物理性能，成為金剛石分類依據(jù)。金金 剛剛 石石 分分 類類類類 型型 雜雜 質(zhì)質(zhì) 元元 素素 物物 理理性性 能能 備備 注注 N B I型型 I

8、a 型型 含量0.1% ， 以聚集體形式， 呈極細(xì)小片狀 導(dǎo) 電、導(dǎo) 熱 性較差機(jī)械強(qiáng)度 高 在天然金剛石中 占 98% Ib 型型 含量 較低， 主要以 分散的 順磁性 N 形式 導(dǎo)熱性較差 在天然金剛石中 約占 1% ；絕大多數(shù) 合成金剛石為Ib型 型型 a型型 不含 N 或 含 N 0.001% 不含 B 良好的導(dǎo)熱性 在金剛石礦床中的 含量一般2 3% b型型 含B 天藍(lán)色， 具半導(dǎo)體性能 罕 見 混合型混合型 在同一顆粒中 N的分布不均勻 晶體結(jié)構(gòu)：晶體結(jié)構(gòu)： 等軸晶系，對(duì)稱型等軸晶系，對(duì)稱型 m3m， 具立方面心格子。具立方面心格子。C原子位于立原子位于立方方 晶胞的晶胞的8個(gè)角頂

9、和個(gè)角頂和6個(gè)面中心，以個(gè)面中心，以及及 相間地分布于半數(shù)的相間地分布于半數(shù)的1/8小立方小立方 晶胞的中心。晶胞的中心。CN = 4 。 金剛石（金剛石（ C ）前往前往 形狀：形狀： 多呈多呈111、110，常呈渾圓粒，常呈渾圓粒狀。狀。鑒定特征：鑒定特征： 渾圓粒狀。金剛光澤。極高的渾圓粒狀。金剛光澤。極高的 硬度硬度H=10），解理），解理 111 中等。中等。 日光曝曬后，在暗處發(fā)淡青藍(lán)色磷日光曝曬后，在暗處發(fā)淡青藍(lán)色磷光。光?；脽羝?30幻燈片 27金剛石晶體形態(tài)金剛石晶體形態(tài)前往前往 用途：用途： 名貴寶石、切削工具、名貴寶石、切削工具、研磨材料、研磨材料、 精密儀器的零件、鉆頭

10、、尖端技精密儀器的零件、鉆頭、尖端技術(shù)材料等。術(shù)材料等。 主要產(chǎn)地有澳大利亞、南非、主要產(chǎn)地有澳大利亞、南非、俄羅斯、俄羅斯、 扎伊爾、巴西、美國(guó)及我國(guó)山扎伊爾、巴西、美國(guó)及我國(guó)山東、遼寧、東、遼寧、 貴州、江蘇、湖南等。貴州、江蘇、湖南等。n 最大的寶石級(jí)金剛石最大的寶石級(jí)金剛石1905年發(fā)現(xiàn)于南非年發(fā)現(xiàn)于南非的普列米爾，重的普列米爾，重3106克拉，取名為克拉，取名為“庫(kù)里庫(kù)里南南”。n 中國(guó)最大的金剛石是中國(guó)最大的金剛石是1977年在山東臨沭年在山東臨沭縣常林村發(fā)現(xiàn)的，重縣常林村發(fā)現(xiàn)的，重158.786克拉，取名為克拉，取名為“常林鉆石常林鉆石”，是國(guó)寶。，是國(guó)寶。n 金剛石經(jīng)琢磨后稱鉆

11、石，自古以來(lái)就是最金剛石經(jīng)琢磨后稱鉆石，自古以來(lái)就是最貴重的寶石如藍(lán)鉆石、黑鉆石、金鉆石等），貴重的寶石如藍(lán)鉆石、黑鉆石、金鉆石等），無(wú)色、微藍(lán)和玫瑰色的為上品。金剛石還可用無(wú)色、微藍(lán)和玫瑰色的為上品。金剛石還可用做鉆頭、切割工具、研磨材料以及高溫半導(dǎo)體做鉆頭、切割工具、研磨材料以及高溫半導(dǎo)體或尖端工業(yè)的原材料?；蚣舛斯I(yè)的原材料。金剛石鑒定特征金剛石鑒定特征前往前往石墨：石墨： C 鑒定特征：鑒定特征： 鱗片狀、致密塊狀、土鱗片狀、致密塊狀、土狀。鐵黑色狀。鐵黑色 鋼灰色，條痕亮黑色，鋼灰色，條痕亮黑色，半金屬光澤。半金屬光澤。 0001 極完全解理，硬度極完全解理，硬度小小(1-2)。 比

12、重小，性軟，有滑感，比重小，性軟，有滑感，易污手，易污手， 可書寫?？蓵鴮憽?石墨結(jié)構(gòu)石墨結(jié)構(gòu)前往前往 用途：用途： 冶金工業(yè)：冶金工業(yè)： 作作 高溫坩堝鑄高溫坩堝鑄件件 機(jī)械工業(yè)：機(jī)械工業(yè)： 潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑 電池工業(yè)：電池工業(yè)： 電極電極 原子能工業(yè)：原子能工業(yè)： 中子減速劑中子減速劑 用于制造鉛筆芯、涂料、染料用于制造鉛筆芯、涂料、染料等。等。 石墨石墨-3R-3R可作合成金剛石的原可作合成金剛石的原料。料。石墨鑒定特征石墨鑒定特征前往前往n 石墨內(nèi)部的碳原子呈層狀排列，一個(gè)石墨內(nèi)部的碳原子呈層狀排列，一個(gè)碳原子周圍只有碳原子周圍只有3個(gè)碳原子與其相連，碳個(gè)碳原子與其相連，碳與碳組成了六邊形

13、的環(huán)狀，無(wú)限多的六邊與碳組成了六邊形的環(huán)狀，無(wú)限多的六邊形組成了一層。層與層之間聯(lián)系力非常弱，形組成了一層。層與層之間聯(lián)系力非常弱，而層內(nèi)三個(gè)碳原子聯(lián)系很牢，因此受力后而層內(nèi)三個(gè)碳原子聯(lián)系很牢，因此受力后層間就很容易滑動(dòng)，這就是石墨很軟能寫層間就很容易滑動(dòng)，這就是石墨很軟能寫字的原因。字的原因。n 金剛石內(nèi)部的碳原子呈金剛石內(nèi)部的碳原子呈“骨架狀三維骨架狀三維空間排列，一個(gè)碳原子周圍有空間排列，一個(gè)碳原子周圍有4個(gè)碳原子相個(gè)碳原子相連，因此在三維空間形成了一個(gè)骨架狀，這連，因此在三維空間形成了一個(gè)骨架狀，這種結(jié)構(gòu)在各個(gè)方向聯(lián)系力均勻，聯(lián)結(jié)力很強(qiáng)，種結(jié)構(gòu)在各個(gè)方向聯(lián)系力均勻，聯(lián)結(jié)力很強(qiáng)，因此使金剛石具有高硬度的特性。因此使金剛石具有高硬度的特性。n 石墨在石墨在5-6萬(wàn)大氣壓（萬(wàn)大氣壓（5-6）103MPa及攝氏及攝氏1000至至2000度高溫下，再用金屬鐵、度高溫下，再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑，可使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石。鈷、鎳等做催化劑，可使石