Minerallerin Kristal Kimyası
Kristal kimyası, atomik ve iyonik boyutun, yükün, koordinasyonun ve bağ tipinin minerallerin hangi yapıları benimsediğini ve bileşimlerinin ikame yoluyla nasıl değiştiğini açıklamaktadır.
Tanım
Minerallerin atomik yapısını ve bileşimsel değişkenliğini yöneten kimyasal prensiplerin, özellikle bağlama, iyonik boyut, yük dengesi ve koordinasyonun incelenmesidir.
Kapsam
Bu konu, minerallerdeki iyonik ve kovalent bağları, etkin iyonik yarıçapları, koordinasyon sayısını ve poliedraları, Pauling kurallarını, yarıçap-oranı prensibini ve ikame, eşlenik ve eksiklik mekanizmaları dahil olmak üzere katı çözelti kimyasını kapsamaktadır. Bileşimi yapıya ve ortaya çıkan fiziksel ve optik özelliklere bağlamaktadır.
Temel sorular
- Katyon-anyon yarıçap oranı koordinasyon sayısını nasıl belirlemektedir?
- Pauling kuralları nelerdir ve kararlı iyonik yapıları nasıl öngörmektedirler?
- İkame ve eşlenik katı çözeltiler bir mineralin bileşimsel aralığını nasıl genişletmektedir?
- Etkin iyonik yarıçaplar neden koordinasyon ve oksidasyon durumuna bağlıdır?
Temel kuramlar
- Pauling kuralları
- Koordinasyon poliedra geometrisini yarıçap oranına bağlayan, yerel elektrostatik nötrlük gerektiren, paylaşılan poliedral kenarları ve yüzeyleri sınırlayan ve farklı katyon ortamlarının sayısını en aza indiren bir dizi prensiptir; bunlar birlikte iyonik mineral yapılarını rasyonelleştirmektedir.
- Etkin iyonik yarıçaplar ve ikame
- Koordinasyon ve valans ile değişen tablolaştırılmış iyonik yarıçaplar, iyonların bir yapısal bölgede birbirlerinin yerine geçip geçemeyeceğini tahmin etmekte ve mineral serilerindeki katı çözeltinin kapsamını yönetmektedir.
Klinik önem
Kristal-kimyasal prensipler, kompozisyonel zonlanmayı, jeotermobarometriyi, eser elementlerin ve kirleticilerin alımını ve sentetik fonksiyonel malzemelerin tasarımını açıklamaktadır ve mikroanalizden elde edilen mineral kimyasının yorumlanmasının temelini oluşturmaktadır.
Tarihçe
V. M. Goldschmidt, 1920'lerde iyonik boyut ve yükün jeokimyasal rolünü belirlemiştir; Pauling, 1929'da iyonik kristal yapılarının kurallarını resmileştirmiştir; Shannon'ın 1976 tarihli etkin iyonik yarıçap derlemesi, minerallerdeki ikameyi tahmin etmek için standart bir referans haline gelmiştir.
Öne çıkan isimler
- Linus Pauling
- Victor Goldschmidt
- Robert D. Shannon
İlgili konular
Temel eserler
- pauling1929
- shannon1976
- klein2007
Sıkça sorulan sorular
- Minerallerde katı çözelti nedir?
- Tek bir mineral yapısı içinde, benzer boyut ve yüke sahip bir iyonun diğeriyle sürekli veya kısmi olarak ikame edilmesidir; forsteritten fayalite kadar olan olivin serisinde olduğu gibi.
- Eşlenik ikame nedir?
- Genel yük dengesini korumak için iki bölgede eş zamanlı ikame yapılmasıdır; plajiyoklaz feldispat serisi boyunca CaAl yerine NaSi değişimi gibi.