IZOMORFIZM – MIXED CRYSTALS

IZOMORFIZM – MIXED CRYSTALS

Den kemiska sammansättningen av enskilda mineraler kan bestämmas med en kemisk formel. Men det finns också sådana mineraler, vars kemiska sammansättning varierar inom vissa gränser. Ett exempel kan vara mineralet olivin, vars kemiska sammansättning kan representeras som en blandning av två komponenter: magnesiumsilikat, Mg2SiO4 (forsterytu) och järnsilikat Fe2SiO4 (fajalitu). Båda dessa kemikalier har samma strukturer, och enhetscellerna i deras gitter har mycket liknande dimensioner. Det orsakar, att kristallformen för dessa ämnen är identisk. Fenomenet finns, att olika kemikalier (grundämnen eller kemiska föreningar) de har samma kristallstrukturer (med samma eller liknande enhetscelldimensioner) och den identiska eller mycket liknande formen av kristaller kallas isomorfism (enform). Resultatet av isomorfism är att blandade kristaller kan bildas, kallas även solida lösningar. De uppstår då, när två grundämnen eller kemiska föreningar kristalliserar i en gemensam miljö och inte bildar separata mineraler, men de släpps i en homogen form med en kemisk mellanliggande sammansättning. När det gäller oliviner, magnesiumjoniska strålar (Mg2 + - 0,066 nm) och järn (Fe2 + - 0,074 nm) inte mycket annorlunda, vilket möjliggör bildning av deras blandade Mg2SiO4- och Fe2SiO4-kristaller med formeln (Mg,Fe)2SiO4. I formlerna av blandade kristaller anges de diadokliknande komponenterna inom parentes, separera dem med komma, efter deras minskande kvantitativa roll.

Ett antal oliviner har konventionellt delats in i enskilda delar, som har fått separata mineralogiska namn:

namn % forsterytu % fajalitu
Mg2SiO4 Fe2SiO4
forsteryt 100—90 0—10
krysolit (peridot) 90—70 10—30
hialosyderyt 70—50 30—50
hortonolit 50—30 50—70
järnhaltig hortonolit 30—10 70—90
fajalit 10—0 90—100

Diadok magnesiumjoner Mg i olivinkristallgaller2+ i żelaza Fe2+ zastępują się w różnych stosunkach.

Jonerna av olika element kan ersätta varandra även då, när de har olika valenser, om deras joniska radier är desamma eller något annorlunda. Ett exempel kan vara ett antal plagioklaser, vari de yttre elementen är NaAlSi-natriumaluminosilikat3O8 (blekning) och kalciumaluminosilikat CaAl2Och2O8 (anortyt). Natriumjoner kan bytas ut i Diadochowo (På+ - 0,097 nm) och kalcium (Det där2+ - 0,099 nm) och kiseljoner (Och4+ - 0,040 nm) och lera (Al3+ - 0,049 nm). De enskilda medlemmarna i plagioklasserien fick namn:

namn % albit % anortytu
NaAlSi3O8 CaAl2Och2O8
blekning 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

Ett antal plagioklaser utgör, liksom en serie oliviner, przykład kontinuerlig rad av blandade kristaller.

En lägre grad av kristallkemisk närhet uttrycks i detta, att de två elementen, vars storlekar av joniska strålar inte är så nära, de kan ersätta varandra i kristallgitter inte kontinuerligt, men med vissa begränsningar. Sådana diskontinuerliga blandade kristallrader inkluderar granatraden, vars kemiska sammansättning ges av formeln: A32+ B23+[SiO4]3 eller A32+ B23+Och3O12 gdzie A = Mg2+, Det där2+, Mn2+, Fe2+, B = Al3+, Fe3+, Cr3+. De viktigaste granaterna är:

pirop Mg3Al2[SiO4]3, dvs. Mg3Al2Och3O12
almandyn Fe3Al2[SiO4]3, det är Fe3Al2Och3O12
spessartyn Mn3Al2[SiO4]3, det är Mn3Al2Och3O12
grossular Det där3Al2[SiO4]3, dvs. Ca3Al2Och3O12
andradyt Det där3Fe2[SiO4]3, dvs. Ca3Fe2Och3O12
uwarowit Det där3Cr2[SiO4]3, dvs. Ca3Fe2Och3O12

Kalciumgranater, dvs.. grossular Ca3Al2Och3O12, andradyt Ca3Fe2Och3O12 i uwarowit Ca3Cr2Och3O12, de ger blandade kristaller i alla förhållanden. Järngranat - Almandine Fe3Al2Och3O12 — daje ciągły szereg kryształów mieszanych zarówno z granatem magnezowym — piropem Mg3Al2Och3O12, och mangangranaten - spessartine Mn3Al2Och3O12. Pirop med spessartine ger dock inte en kontinuerlig serie, men bara en serie med ett stort gap, och alla kalciumgranater med järn-magnesium-mangangranater bildar blandade kristaller också endast i begränsad utsträckning. Detta beror på samma storlek på jonradierna på tvåvärt järn (Fe2+ - 0,078 nm) och magnesium (Mg2+ - 0,060 nm). Aluminiumjoner har liknande storlekar (Al3+ - 0,049 nm), krom (Cr3+ - 0,069 nm) och trevärt järn (Fe3+ - 0,064 nm). Jon manganawy (Mn2+ - 0,080 nm) den har en jonradie som liknar den hos järnjonen (Fe2+ - 0,074 nm), en för annorlunda än den joniska radien av magnesium (Mg2+ - 0,066 nm), så att de fritt kan ersätta varandra. Kalciumjon (Det där2+ - 0,099 nm) har en jonradie som är mycket större än andra tvåvärda joner som finns i granatäpplen och har därför en mycket begränsad möjlighet till isomorf blandning med dem.

Det finns sådana bland mineralerna, som med samma kemiska sammansättning har olika strukturer, kristallformer och egenskaper. Exempel kan vara: grundämne kol C inbyggt i två mineraler: diamant som tillhör ett vanligt system och grafit kristalliserar i ett sexkantigt system. Järnsulfid FeS förekommer som ett pyritmineral (regelbunden) d markasyt (rombowy), kalciumkarbonat CaC03 jako kalcyt (trigonal) jag aragonit (rombowy). Titandioxid Ti02 det är treformat, eftersom det verkar som en tetra-gonal rutil, tetragonal, men av en annan form och struktur anataz i rombowy brookit (Begagnade). I form av tre mineraler: sillimanitu, andaluzytu i dystenu, det vill säga cyanit, det finns också en kemisk förening med en oxidformel Al2O3 • SiO2. Fenomenet med förekomsten av en kemisk substans i två eller tre former kallas - i motsats till isomorfism - polymorfism (mångfald). Närvaron av två former är känd som dimorfism.

Enskilda polymorfer bildas under vissa fysikalisk-kemiska förhållanden. Kalcit bildas av vattenlösningar under 29 ° C, över denna temperatur bildas aragonit. Kalcit kan också bildas vid höga temperaturer med rätt tryck, t.ex.. som huvudingrediens i metamorfa kulor. Marcasite är en mindre stabil typ av järnsulfid jämfört med pyrit, som vid 530 ° C förvandlas till pyrit. På liknande sätt förvandlas andalusit och disten under högt tryck till silimanit.

Från närvaron av några polymorfer i berget kan slutsatser om förhållandena ibland dras, där den skapades. Detta gäller särskilt för temperaturer, vilket resulterade i namngivning av dessa polymorfer som geologiska termometrar.