Kimia hablur Mineral

Kimia hablur menerangkan bagaimana saiz, cas, koordinasi, dan jenis ikatan atom dan ion menentukan struktur yang diterima pakai oleh mineral dan bagaimana komposisinya berbeza melalui penggantian.

Definition

Kajian prinsip kimia, terutamanya ikatan, saiz ion, keseimbangan cas, dan koordinasi, yang mengawal struktur atom dan kebolehubahan komposisi mineral.

Scope

Topik ini merangkumi ikatan ion dan kovalen dalam mineral, jejari ion berkesan, nombor koordinasi dan polihedra, hukum Pauling, prinsip nisbah jejari, dan kimia larutan pepejal termasuk mekanisme penggantian, gandingan, dan peninggalan. Ia menghubungkan komposisi dengan struktur dan sifat fizikal dan optik yang terhasil.

Core questions

• Bagaimanakah nisbah jejari kation-ke-anion menentukan nombor koordinasi?
• Apakah hukum Pauling dan bagaimanakah ia meramalkan struktur ion yang stabil?
• Bagaimanakah larutan pepejal penggantian dan berganding meluaskan julat komposisi mineral?
• Mengapakah jejari ion berkesan bergantung pada koordinasi dan keadaan pengoksidaan?

Key theories

Hukum Pauling

Satu set prinsip yang mengaitkan geometri poliedron koordinasi dengan nisbah jejari, memerlukan kenetralan elektrostatik tempatan, mengehadkan tepi dan muka poliedron yang dikongsi, dan meminimumkan bilangan persekitaran kation yang berbeza, yang bersama-sama merasionalkan struktur mineral ion.

Jejari ion berkesan dan penggantian

Jejari ion berjadual yang berbeza mengikut koordinasi dan valensi meramalkan sama ada ion boleh menggantikan satu sama lain dalam tapak struktur, mengawal sejauh mana larutan pepejal dalam siri mineral.

Clinical relevance

Prinsip-prinsip kimia hablur menerangkan pengezonan komposisi, geotermobarometri, pengambilan unsur surih dan bahan cemar, serta reka bentuk bahan berfungsi sintetik, dan ia menyokong tafsiran kimia mineral daripada mikroanalisis.

History

V. M. Goldschmidt menetapkan peranan geokimia saiz dan cas ion pada tahun 1920-an; Pauling merasmikan hukum struktur hablur ion pada tahun 1929; kompilasi jejari ion berkesan Shannon pada tahun 1976 menjadi rujukan standard untuk meramalkan penggantian dalam mineral.

Key figures

• Linus Pauling
• Victor Goldschmidt
• Robert D. Shannon

Seminal works

• pauling1929
• shannon1976
• klein2007

Frequently asked questions

Apakah larutan pepejal dalam mineral?

Ia adalah penggantian berterusan atau separa satu ion dengan ion lain yang bersaiz dan bercas serupa dalam satu struktur mineral, seperti dalam siri olivin daripada forsterit kepada fayalit.

Apakah penggantian berganding?

Ia adalah penggantian serentak pada dua tapak untuk mengekalkan keseimbangan cas keseluruhan, seperti pertukaran NaSi untuk CaAl merentasi siri feldspar plagioklas.