Kimia kristalore e mineraleve

Kimia kristalore shpjegon se si madhësia, ngarkesa, koordinimi dhe tipi i lidhjes atomike dhe jonike përcaktojnë cilat struktura adoptojnë mineralet dhe si ndryshojnë përbërjet e tyre nëpërmjet zëvendësimit.

Definition

Studimi i parimeve kimike, veçanërisht lidhjes, madhësisë jonike, balancës së ngarkesës dhe koordinimit, që qeverisin strukturën atomike dhe ndryshueshmërinë e përbërjes së mineraleve.

Scope

Kjo temë përfshin lidhjet jonike dhe kovalente te mineralet, rrezet efektive jonike, numrin e koordinimit dhe poliedrat, rregullat e Pauling-ut, parimin e raportit rreze-rreze, dhe kiminë e tretësirës së ngurtë, duke përfshirë mekanizmat zëvendësues, të çiftuar dhe të omisionit. Ajo lidh përbërjen me strukturën dhe me vetitë fizike dhe optike që rezultojnë.

Core questions

• Si e përcakton raporti i rrezes kation-anion numrin e koordinimit?
• Cilat janë rregullat e Pauling-ut dhe si parashikojnë ato strukturat jonike të qëndrueshme?
• Si i zgjerojnë tretësirat e ngurta zëvendësuese dhe të çiftuara gamën e përbërjes së një minerali?
• Pse rrezet efektive jonike varen nga koordinimi dhe gjendja e oksidimit?

Key theories

Rregullat e Pauling-ut

Një grup parimesh që lidhin gjeometrinë e poliedrit të koordinimit me raportin e rrezeve, duke kërkuar neutralitet elektrostatik lokal, duke kufizuar brinjët dhe faqet e përbashkëta poliedrike, dhe duke minimizuar numrin e mjediseve kationike të dallueshme, të cilat së bashku racionalizojnë strukturat minerale jonike.

Rrezet efektive jonike dhe zëvendësimi

Rrezet jonike të tabeluara që ndryshojnë me koordinimin dhe valencën parashikojnë nëse jonet mund të zëvendësojnë njëri-tjetrin në një vend strukturor, duke qeverisur shtrirjen e tretësirës së ngurtë në seritë minerale.

Clinical relevance

Parimet kristalokimike shpjegojnë zonimin e përbërjes, gjeotermobarometrinë, përthithjen e elementeve gjurmë dhe ndotësve, dhe projektimin e materialeve funksionale sintetike, dhe ato mbështesin interpretimin e kimisë minerale nga mikroanaliza.

History

V. M. Goldschmidt vendosi rolin gjeokimik të madhësisë dhe ngarkesës jonike në vitet 1920; Pauling formalizoi rregullat e strukturave kristalore jonike në 1929; përmbledhja e Shannon-it e vitit 1976 e rrezeve efektive jonike u bë referenca standarde për parashikimin e zëvendësimit në minerale.

Key figures

• Linus Pauling
• Victor Goldschmidt
• Robert D. Shannon

Seminal works

• pauling1929
• shannon1976
• klein2007

Frequently asked questions

Çfarë është tretësira e ngurtë në minerale?

Është zëvendësimi i vazhdueshëm ose i pjesshëm i një joni me një tjetër me madhësi dhe ngarkesë të ngjashme brenda një strukture të vetme minerale, si në serinë e olivinës nga forsteriti në fajalit.

Çfarë është zëvendësimi i çiftuar?

Është zëvendësimi i njëkohshëm në dy vende për të ruajtur balancën e përgjithshme të ngarkesës, siç është shkëmbimi NaSi për CaAl në serinë e feldspatit plagioklazë.