IZOMORFIZM – GEMISCHTE KRISTALLE

IZOMORFIZM – GEMISCHTE KRISTALLE

Die chemische Zusammensetzung einzelner Mineralien kann durch eine chemische Formel bestimmt werden. Es gibt jedoch auch solche Mineralien, deren chemische Zusammensetzung innerhalb bestimmter Grenzen variiert. Ein Beispiel wäre das Mineral Olivin, deren chemische Zusammensetzung als Mischung zweier Komponenten dargestellt werden kann: Magnesiumsilikat, Mg2SiO4 (forsterytu) und Eisensilikat Fe2SiO4 (Fajalitu). Beide Chemikalien haben die gleichen Strukturen, und die Einheitszellen ihrer Gitter haben sehr ähnliche Abmessungen. Es verursacht, dass die Kristallform dieser Substanzen identisch ist. Das Phänomen gibt es, dass verschiedene Chemikalien (Elemente oder chemische Verbindungen) Sie haben die gleichen Kristallstrukturen (mit den gleichen oder ähnlichen Einheitszellenabmessungen) und die identische oder sehr ähnliche Form von Kristallen wird Isomorphismus genannt (eine Form). Rezultatem izomorfizmu jest możliwość tworzenia się kryształów mieszanych, zwanych także roztworami stałymi. Powstają one wtedy, gdy dwa pierwiastki lub związki chemiczne krystalizując we wspólnym środowisku nie tworzą osobnych minerałów, lecz wydzielają się w jednorodnej postaci o pośrednim składzie chemicznym. W przypadku oliwinów promienie jonowe magnezu (Mg2+ — 0,066 nm) i żelaza (Fe2+ — 0,074 nm) niewiele się różnią, co umożliwia utworzenie się ich kryształów mieszanych Mg2SiO4 i Fe2SiO4 o wzorze (Mg,Fe)2SiO4. In den Formeln von Mischkristallen sind die diadochartigen Komponenten in Klammern angegeben, Trennen Sie sie durch Kommas, in der Reihenfolge ihrer abnehmenden quantitativen Rolle.

Eine Anzahl von Olivinen wurde herkömmlicherweise in einzelne Teile unterteilt, die separate mineralogische Namen erhalten haben:

Name % forsterytu % Fajalitu
Mg2SiO4 Fe2SiO4
forsteryt 100- 90 0-10
Chrysolith (Peridot) 90- 70 10- 30
hialosyderyt 70- 50 30- 50
Hortonolit 50- 30 50- 70
Eisen-Hortonolith 30-10 70- 90
Fajalit 10-0 90-100

Diadoch-Magnesiumionen Mg in Olivinkristallgittern2+ i żelaza Fe2+ zastępują się w różnych stosunkach.

Die Ionen verschiedener Elemente können sich auch dann gegenseitig ersetzen, wenn sie unterschiedliche Valenzen haben, wenn ihre Ionenradien gleich oder leicht unterschiedlich sind. Ein Beispiel wäre eine Reihe von Plagioklasen, wobei die äußeren Elemente NaAlSi-Natriumaluminosilicat sind3Ö8 (Bleichen) und Calciumaluminosilicat CaAl2Und2Ö8 (anortyt). Natriumionen können in Diadochowo ausgetauscht werden (Auf+ - - 0,097 nm) und Kalzium (Das2+ - - 0,099 nm) und Siliziumionen (Und4+ - - 0,040 nm) und Ton (Al3+ - - 0,049 nm). Die einzelnen Mitglieder der Plagioklas-Reihe erhielten Namen:

Name % Albit % anortytu
NaAlSi3Ö8 CaAl2Und2Ö8
Bleichen 100- 90 0-10
Oligoklas 90- 70 10- 30
andezyn 70- 50 30- 50
Labrador 50- 30 50- 70
bytownit 30-10 70- 90
anortyt 10-0 90-100

Eine Reihe von Plagioklasen bilden, ebenso wie eine Reihe von Olivinen, przykład kontinuierliche Reihe von Mischkristallen.

Hierin drückt sich ein geringerer Grad an kristallochemischer Verwandtschaft aus, dass die beiden Elemente, deren Größe der Ionenstrahlen nicht sehr nahe ist, Sie können sich in Kristallgittern nicht kontinuierlich ersetzen, aber mit einigen Einschränkungen. Solche diskontinuierlichen Mischkristallreihen umfassen die Granatreihe, deren chemische Zusammensetzung ist durch die Formel gegeben: EIN32+ B.23+[SiO4]3 oder ein32+ B.23+Und3Ö12 gdzie A = Mg2+, Das2+, Mn2+, Fe2+, B = Al3+, Fe3+, Cr3+. Die wichtigsten Granaten sind:

Pirop Mg3Al2[SiO4]3, d.h. Mg3Al2Und3Ö12
Almandyn Fe3Al2[SiO4]3, das ist Fe3Al2Und3Ö12
spessartyn Mn3Al2[SiO4]3, das ist Mn3Al2Und3Ö12
Grossular Das3Al2[SiO4]3, d.h.3Al2Und3Ö12
andradyt Das3Fe2[SiO4]3, d.h.3Fe2Und3Ö12
uwarowit Das3Cr2[SiO4]3, d.h.3Fe2Und3Ö12

Calciumgranaten, d.h.. Grossular Ca.3Al2Und3Ö12, andradyt Ca.3Fe2Und3Ö12 i uwarowit Ca3Cr2Und3Ö12, Sie ergeben gemischte Kristalle in allen Verhältnissen. Eisengranate - Almandine Fe3Al2Und3Ö12 — daje ciągły szereg kryształów mieszanych zarówno z granatem magnezowym — piropem Mg3Al2Und3Ö12, und die Mangangranate - Spessartin Mn3Al2Und3Ö12. Der Pirop mit Spessartin ergibt jedoch keine kontinuierliche Reihe, aber nur eine Serie mit einer großen Lücke, und alle Calciumgranaten mit Eisen-Magnesium-Mangan-Granaten bilden auch nur in begrenztem Umfang Mischkristalle. Dies ist auf die ähnliche Größe der Ionenradien von zweiwertigem Eisen zurückzuführen (Fe2+ - - 0,078 nm) und Magnesium (Mg2+ - - 0,060 nm). Aluminiumionen haben ähnliche Größen (Al3+ - - 0,049 nm), Chrom (Cr3+ - - 0,069 nm) und dreiwertiges Eisen (Fe3+ - - 0,064 nm). Jon Manganawy (Mn2+ - - 0,080 nm) es hat einen Ionenradius ähnlich dem des Eisenions (Fe2+ - - 0,074 nm), ein zu verschieden vom Ionenradius von Magnesium (Mg2+ - - 0,066 nm), damit sie sich frei ersetzen können. Calciumion (Das2+ - - 0,099 nm) hat einen Ionenradius, der viel größer ist als andere zweiwertige Ionen in Granatäpfeln und daher eine sehr begrenzte Möglichkeit der isomorphen Vermischung mit ihnen.

Es gibt solche unter den Mineralien, die bei gleicher chemischer Zusammensetzung unterschiedliche Strukturen haben, Kristallformen und -eigenschaften. Beispiele können sein: Element Kohlenstoff C stammt aus zwei Mineralien: Diamant, der zu einem regulären System gehört, und Graphit, der in einem hexagonalen System kristallisiert. Eisensulfid FeS kommt als Pyritmineral vor (regulär) d markasyt (Rombowy), Calciumcarbonat CaC03 jako kalcyt (trigonal) Ich aragonit (Rombowy). Titandioxid Ti02 es ist dreifach, weil es als tetra-gonales Rutil erscheint, tetragonal, aber von einer anderen Form und Struktur Anataz I Rombowy Brookit (benutzt). In Form von drei Mineralien: sillimanitu, andaluzytu i dystenu, das heißt, Cyanit, Es gibt auch eine chemische Verbindung mit einer Oxidformel Al2Ö3 • SiO2. Das Phänomen des Auftretens einer chemischen Substanz in zwei oder drei Formen wird - im Gegensatz zum Isomorphismus - Polymorphismus genannt (Vielgestaltigkeit). Das Vorhandensein von zwei Formen ist als Dimorphismus bekannt.

Einzelne Polymorphe werden unter bestimmten physikalisch-chemischen Bedingungen gebildet. Calcit wird aus wässrigen Lösungen unter 29 ° C gebildet, oberhalb dieser Temperatur wird Aragonit gebildet. Calcit kann sich auch bei hohen Temperaturen mit dem richtigen Druck bilden, z.B.. als Hauptbestandteil von metamorphen Murmeln. Markasit ist im Vergleich zu Pyrit eine weniger stabile Art von Eisensulfid, was bei 530 ° C zu Pyrit wird. In ähnlicher Weise wandeln sich Andalusit und Disten unter hohem Druck in Silimanit um.

Aus dem Vorhandensein einiger Polymorphe im Gestein können manchmal Rückschlüsse auf die Bedingungen gezogen werden, in dem es geschaffen wurde. Dies gilt insbesondere für Temperaturen, was dazu führte, dass diese Polymorphe als geologische Thermometer bezeichnet wurden.