IZOMORFIZM – CRISTALLI MISTI

IZOMORFIZM – CRISTALLI MISTI

La composizione chimica dei singoli minerali può essere determinata da una formula chimica. Tuttavia, ci sono anche tali minerali, la cui composizione chimica varia entro certi limiti. Un esempio potrebbe essere il minerale olivina, la cui composizione chimica può essere rappresentata come una miscela di due componenti: silicato di magnesio, Mg2SiO4 (forsterytu) e silicato di ferro Fe2SiO4 (fajalitu). Entrambe queste sostanze chimiche hanno le stesse strutture, e le celle unitarie dei loro reticoli hanno dimensioni molto simili. Causa, che la forma cristallina di queste sostanze è identica. Il fenomeno c'è, che vari prodotti chimici (elementi o composti chimici) hanno le stesse strutture cristalline (con le stesse o simili dimensioni della cella unitaria) e la forma identica o molto simile dei cristalli è chiamata isomorfismo (una forma). Il risultato dell'isomorfismo è che si possono formare cristalli misti, chiamate anche soluzioni solide. Allora sorgono, quando due elementi o composti chimici cristallizzano in un ambiente comune e non formano minerali separati, ma vengono rilasciati in una forma omogenea con una composizione chimica intermedia. Nel caso delle olivine, i raggi ionici del magnesio (Mg2 + - 0,066 nm) e ferro (Fe2 + - 0,074 nm) non molto diverso, che permette la formazione dei loro cristalli misti di formula Mg2SiO4 e Fe2SiO4 (Mg,Fe)2SiO4. Nelle formule dei cristalli misti, i componenti simili a diadoch sono indicati tra parentesi, separandoli con virgole, in ordine decrescente di ruolo quantitativo.

Un certo numero di olivine è stato convenzionalmente suddiviso in singole parti, cui sono stati dati nomi mineralogici separati:

nome % forsterytu % fajalitu
Mg2SiO4 Fe2SiO4
forsteryt 100—90 0—10
crisolito (peridoto) 90—70 10—30
hialosyderyt 70—50 30—50
hortonolit 50—30 50—70
ortonolite ferrosa 30—10 70—90
fajalit 10—0 90—100

Diadoch ioni magnesio Mg in reticoli cristallini di olivina2+ i żelaza Fe2+ zastępują się w różnych stosunkach.

Gli ioni di elementi diversi possono sostituirsi a vicenda anche in questo caso, quando hanno valenze diverse, se i loro raggi ionici sono gli stessi o leggermente diversi. Un esempio potrebbe essere un certo numero di plagioclasi, in cui gli elementi esterni sono alluminosilicato di sodio NaAlSi3O8 (sbiancamento) e alluminosilicato di calcio CaAl2E2O8 (anortyt). Gli ioni di sodio possono essere scambiati in Diadochowo (Sopra+ - 0,097 nm) e calcio (Quella2+ - 0,099 nm) e ioni di silicio (E4+ - 0,040 nm) e argilla (Al3+ - 0,049 nm). Ai singoli membri della serie di plagioclasio è stato dato un nome:

nome % albite % anortytu
NaAlSi3O8 CaAl2E2O8
sbiancamento 100—90 0—10
oligoclasio 90—70 10—30
andezyn 70—50 30—50
labrador 50—30 50—70
bytownit 30—10 70—90
anortyt 10—0 90—100

Costituiscono un certo numero di plagioclasi, così come una serie di olivine, przykład fila continua di cristalli misti.

In questo si esprime un grado inferiore di correlazione cristallochimica, che i due elementi, le cui dimensioni dei raggi ionici non sono molto vicine, possono sostituirsi a vicenda in reticoli cristallini non continuamente, ma con alcune limitazioni. Tali file discontinue di cristalli misti includono la fila del granato, la cui composizione chimica è data dalla formula: UN32+ B23+[SiO4]3 o A32+ B23+E3O12 gdzie A = Mg2+, Quella2+, Mn2+, Fe2+, B = Al3+, Fe3+, Cr3+. Le granate più importanti sono:

pirop Mg3Al2[SiO4]3, cioè Mg3Al2E3O12
almandyn Fe3Al2[SiO4]3, questo è Fe3Al2E3O12
spessartyn Mn3Al2[SiO4]3, questo è Mn3Al2E3O12
grossolano Quella3Al2[SiO4]3, cioè Ca3Al2E3O12
andradyt Quella3Fe2[SiO4]3, cioè Ca3Fe2E3O12
uwarowit Quella3Cr2[SiO4]3, cioè Ca3Fe2E3O12

Granate di calcio, cioè. grossular Ca3Al2E3O12, andradyt Ca3Fe2E3O12 i uwarowit Ca3Cr2E3O12, danno cristalli misti in tutti i rapporti. Granata ferrosa - Almandine Fe3Al2E3O12 — daje ciągły szereg kryształów mieszanych zarówno z granatem magnezowym — piropem Mg3Al2E3O12, e la granata al manganese - spessartine Mn3Al2E3O12. Il pirop con le spessartine, però, non regala una serie continua, ma solo una serie con un ampio divario, e tutte le granate di calcio con granate di ferro-magnesio-manganese formano cristalli misti anche solo in misura limitata. Ciò è dovuto alla dimensione simile dei raggi ionici del ferro bivalente (Fe2+ - 0,078 nm) e magnesio (Mg2+ - 0,060 nm). Gli ioni di alluminio hanno dimensioni simili (Al3+ - 0,049 nm), cromo (Cr3+ - 0,069 nm) e ferro trivalente (Fe3+ - 0,064 nm). Jon manganawy (Mn2+ - 0,080 nm) ha un raggio ionico simile a quello dello ione ferroso (Fe2+ - 0,074 nm), troppo diverso dal raggio ionico del magnesio (Mg2+ - 0,066 nm), in modo che possano sostituirsi liberamente a vicenda. Ione di calcio (Quella2+ - 0,099 nm) ha un raggio ionico molto più grande di altri ioni bivalenti presenti nei melograni e quindi ha una possibilità molto limitata di miscelazione isomorfa con essi.

Ce ne sono di simili tra i minerali, che, a parità di composizione chimica, hanno strutture differenti, forme e proprietà dei cristalli. Gli esempi possono essere: elemento carbonio C nativo di due minerali: diamante appartenente a un sistema regolare e grafite che cristallizza in un sistema esagonale. Il solfuro di ferro FeS si presenta come minerale di pirite (regolare) d markasyt (rombowy), carbonato di calcio CaC03 jako kalcyt (trigonale) io aragonit (rombowy). Biossido di titanio Ti02 è a tre forme, perché appare come un rutilo tetra-gonale, tetragonale, ma di diversa forma e struttura anataz i rombowy brookit (Usato). Sotto forma di tre minerali: sillimanitu, andaluzytu i dystenu, cioè cianite, c'è anche un composto chimico con una formula di ossido Al2O3 • SiO2. Il fenomeno della comparsa di una sostanza chimica in due o tre forme è chiamato - a differenza dell'isomorfismo - polimorfismo (multiformità). La presenza di due forme è nota come dimorfismo.

I singoli polimorfi si formano in determinate condizioni fisico-chimiche. La calcite è formata da soluzioni acquose inferiori a 29 ° C, al di sopra di questa temperatura si forma l'aragonite. La calcite può anche formarsi ad alte temperature con la giusta pressione, per esempio.. come ingrediente principale dei marmi metamorfici. La marcasite è un tipo di solfuro di ferro meno stabile rispetto alla pirite, che a 530 ° C si trasforma in pirite. Allo stesso modo, sotto alta pressione, l'andalusite e il disten si trasformano in silimanite.

Dalla presenza di alcuni polimorfi nella roccia, a volte si possono trarre conclusioni sulle condizioni, in cui è stato creato. Ciò è particolarmente vero per le temperature, che ha portato a denominare questi polimorfi come termometri geologici.