खनिजों का क्रिस्टल रसायन

क्रिस्टल रसायन बताता है कि परमाणु और आयनिक आकार, आवेश, समन्वय और बंधन का प्रकार कैसे निर्धारित करते हैं कि खनिज कौन सी संरचनाएँ अपनाते हैं और प्रतिस्थापन के माध्यम से उनकी संरचनाएँ कैसे भिन्न होती हैं।

Definition

रासायनिक सिद्धांतों, विशेष रूप से बंधन, आयनिक आकार, आवेश संतुलन और समन्वय का अध्ययन, जो खनिजों की परमाणु संरचना और संरचनात्मक परिवर्तनशीलता को नियंत्रित करते हैं।

Scope

यह विषय खनिजों में आयनिक और सहसंयोजक बंधन, प्रभावी आयनिक त्रिज्या, समन्वय संख्या और पॉलीहेड्रा, पॉलिंग के नियम, त्रिज्या-अनुपात सिद्धांत, और प्रतिस्थापन, युग्मित और विलोपन तंत्र सहित ठोस विलयन के रसायन विज्ञान को शामिल करता है। यह संरचना को संरचना से और परिणामस्वरूप भौतिक और ऑप्टिकल गुणों से जोड़ता है।

Core questions

• धनायन-से-ऋणायन त्रिज्या अनुपात समन्वय संख्या को कैसे निर्धारित करता है?
• पॉलिंग के नियम क्या हैं और वे स्थिर आयनिक संरचनाओं की भविष्यवाणी कैसे करते हैं?
• प्रतिस्थापन और युग्मित ठोस विलयन एक खनिज की संरचनात्मक सीमा को कैसे विस्तृत करते हैं?
• प्रभावी आयनिक त्रिज्या समन्वय और ऑक्सीकरण अवस्था पर क्यों निर्भर करती है?

Key theories

पॉलिंग के नियम

समन्वय पॉलीहेड्रॉन ज्यामिति को त्रिज्या अनुपात से संबंधित सिद्धांतों का एक समूह, जिसमें स्थानीय इलेक्ट्रोस्टैटिक तटस्थता की आवश्यकता होती है, साझा पॉलीहेड्रल किनारों और चेहरों को सीमित करता है, और विशिष्ट धनायन वातावरण की संख्या को कम करता है, जो एक साथ आयनिक खनिज संरचनाओं को तर्कसंगत बनाते हैं।

प्रभावी आयनिक त्रिज्या और प्रतिस्थापन

सारणीबद्ध आयनिक त्रिज्याएँ जो समन्वय और संयोजकता के साथ भिन्न होती हैं, यह भविष्यवाणी करती हैं कि क्या आयन एक संरचनात्मक स्थल में एक दूसरे के लिए प्रतिस्थापित हो सकते हैं, जो खनिज श्रृंखलाओं में ठोस विलयन की सीमा को नियंत्रित करता है।

Clinical relevance

क्रिस्टल-रासायनिक सिद्धांत संरचनात्मक ज़ोनिंग, भू-थर्मोबैरोमेट्री, ट्रेस तत्वों और दूषित पदार्थों के अवशोषण, और सिंथेटिक कार्यात्मक सामग्रियों के डिजाइन की व्याख्या करते हैं, और वे सूक्ष्म विश्लेषण से खनिज रसायन विज्ञान की व्याख्या को आधार प्रदान करते हैं।

History

वी. एम. गोल्डश्मिट ने 1920 के दशक में आयनिक आकार और आवेश की भू-रासायनिक भूमिका स्थापित की; पॉलिंग ने 1929 में आयनिक क्रिस्टल संरचनाओं के नियमों को औपचारिक रूप दिया; शैनन का 1976 का प्रभावी आयनिक त्रिज्या का संकलन खनिजों में प्रतिस्थापन की भविष्यवाणी के लिए मानक संदर्भ बन गया।

Key figures

• Linus Pauling
• Victor Goldschmidt
• Robert D. Shannon

Seminal works

• pauling1929
• shannon1976
• klein2007

Frequently asked questions

खनिजों में ठोस विलयन क्या है?

यह एक ही खनिज संरचना के भीतर समान आकार और आवेश के एक आयन के दूसरे आयन के लिए निरंतर या आंशिक प्रतिस्थापन है, जैसा कि फोर्स्टेराइट से फेयालाइट तक ओलिविन श्रृंखला में होता है।

युग्मित प्रतिस्थापन क्या है?

यह समग्र आवेश संतुलन को बनाए रखने के लिए दो स्थलों पर एक साथ प्रतिस्थापन है, जैसे कि प्लाजियोक्लेज़ फेल्डस्पार श्रृंखला में CaAl के लिए NaSi का विनिमय।