بلور شیمی کانیها
بلور شیمی توضیح میدهد که چگونه اندازه اتمی و یونی، بار، کوردیناسیون و نوع پیوند، ساختارهایی را که کانیها اتخاذ میکنند و چگونگی تغییر ترکیب آنها از طریق جانشینی را تعیین میکند.
Definition
مطالعه اصول شیمیایی، به ویژه پیوند، اندازه یونی، تعادل بار و کوردیناسیون، که ساختار اتمی و تنوع ترکیبی کانیها را کنترل میکنند.
Scope
این موضوع شامل پیوندهای یونی و کووالانسی در کانیها، شعاعهای یونی مؤثر، عدد کوردیناسیون و چندوجهیها، قوانین پاولینگ، اصل نسبت شعاع و شیمی محلول جامد از جمله مکانیسمهای جانشینی، کوپل شده و حذفی است. این موضوع ترکیب را به ساختار و به خواص فیزیکی و نوری حاصل از آن مرتبط میکند.
Core questions
- چگونه نسبت شعاع کاتیون به آنیون، عدد کوردیناسیون را تعیین میکند؟
- قوانین پاولینگ چیست و چگونه ساختارهای یونی پایدار را پیشبینی میکنند؟
- چگونه محلولهای جامد جانشینی و کوپل شده، دامنه ترکیبی یک کانی را گسترش میدهند؟
- چرا شعاعهای یونی مؤثر به کوردیناسیون و حالت اکسیداسیون بستگی دارند؟
Key theories
- قوانین پاولینگ
- مجموعهای از اصول که هندسه چندوجهی کوردیناسیون را به نسبت شعاع مرتبط میکند، نیازمند خنثی بودن الکترواستاتیکی محلی، محدود کردن لبهها و وجوه چندوجهی مشترک و به حداقل رساندن تعداد محیطهای کاتیونی متمایز است که در مجموع ساختارهای کانیهای یونی را منطقی میکند.
- شعاعهای یونی مؤثر و جانشینی
- شعاعهای یونی جدولبندی شده که با کوردیناسیون و ظرفیت تغییر میکنند، پیشبینی میکنند که آیا یونها میتوانند در یک جایگاه ساختاری جایگزین یکدیگر شوند یا خیر، که دامنه محلول جامد در سریهای کانی را کنترل میکند.
Clinical relevance
اصول بلور شیمی، منطقهبندی ترکیبی، ژئوترموبارومتری، جذب عناصر کمیاب و آلایندهها و طراحی مواد مصنوعی عملکردی را توضیح میدهد و زیربنای تفسیر شیمی کانیها از طریق ریزتحلیل است.
History
و. م. گلدشمیت نقش ژئوشیمیایی اندازه و بار یونی را در دهه ۱۹۲۰ تثبیت کرد؛ پاولینگ قوانین ساختارهای بلوری یونی را در سال ۱۹۲۹ رسمی کرد؛ مجموعه شعاعهای یونی مؤثر شانون در سال ۱۹۷۶ به مرجع استانداردی برای پیشبینی جانشینی در کانیها تبدیل شد.
Key figures
- Linus Pauling
- Victor Goldschmidt
- Robert D. Shannon
Related topics
Seminal works
- pauling1929
- shannon1976
- klein2007
Frequently asked questions
- محلول جامد در کانیها چیست؟
- این یک جانشینی پیوسته یا جزئی یک یون با یون دیگر با اندازه و بار مشابه در یک ساختار کانی واحد است، مانند سری الیوین از فورستریت تا فایالیت.
- جانشینی کوپل شده چیست؟
- این یک جانشینی همزمان در دو جایگاه برای حفظ تعادل بار کلی است، مانند تبادل NaSi برای CaAl در سری فلدسپات پلاژیوکلاز.