離子的類型和化學(xué)鍵惰性(圖)

2015-05-23 10:58 來源：項(xiàng)目加盟網(wǎng) 瀏覽量:505

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1）原子或離子半徑類質(zhì)同象替代的原子或離子半徑，應(yīng)與被替代的原子或離子半徑相近，尤其是在電價(jià)和離子類型相同的情況下，類質(zhì)同象替代能力隨著半徑差別的增大而減小，當(dāng)異價(jià)類質(zhì)同象替代時(shí)，替代能力取決于電荷的平衡，而離子半徑大小的限制處于次要地位。
2）總電價(jià)平衡在類質(zhì)同象替代過程中，必須保持總電價(jià)平衡，在此前提下，可以是同價(jià)離子替代，也可以是不等價(jià)離子之間的替代，如： 3Fe2一2Al3、Fe2+Ti4一2Al3。
3）離子類型和化學(xué)鍵惰性氣體型離子在化合物中一般為離子鍵結(jié)合，而銅型離子與其他元素則以共價(jià)鍵結(jié)合為主，它們之間一般難以相互替代，如Cu2+和Hg2的半徑接近，分別為O．100nm和0．102nm，電價(jià)也相等。但它們不能形成類質(zhì)同象替代。

    復(fù)雜化合物中除了離子鍵，還有共價(jià)鍵。如硅酸鹽類質(zhì)同象時(shí)常涉及替換部分鍵的特征，si與Al替換。兩者半徑差為47%。從晶格參數(shù)超過l 5％的幾倍來看，離子類質(zhì)同象替換不可能。A1+與si 共價(jià)鍵特征明顯不同，四面體時(shí)Al與Si不成類質(zhì)同象。但是Al3與氧形成共價(jià)鍵，呈A1+，這種情況完全類似于共價(jià)鍵Si++，在鏈狀硅酸鹽中，這種情況下Al-O平均原子間距等于O．17nm，而Si-O為0．16nm，距離差近于6％，所以Al與Si能類質(zhì)同象置換。
    4）配位數(shù)配位數(shù)對(duì)類質(zhì)同象置換有很大影響。Al受配位數(shù)的變化影響類質(zhì)同象置換能力的例子是： Al3為六次配位數(shù)時(shí)被Fe3+、Cr3+替換如藍(lán)寶石和紅寶石。而為四次配位時(shí)則代替Si4+另外，Na與K雖然離子半徑差別超過35％，但它們能在其配位數(shù)為8的奇石中相互代替。而云母中K的配位數(shù)為12，鉀被鈉代替的現(xiàn)象幾乎不發(fā)生。
    5）溫壓條件溫度是外界條件對(duì)類質(zhì)同象影響最大的因素，高溫有利于類質(zhì)同象替代，而低溫則將限制類質(zhì)同象的范圍并促使離熔，因此低溫條件下形成的寶石礦物成份較為純凈；高壓不利于類質(zhì)同象替代，壓力對(duì)類質(zhì)同象的影響方式和影響程度的研究還不深入。
    6）一種寶石礦物，其化學(xué)組份之間有一定的量比關(guān)系，當(dāng)介質(zhì)溶液中，某一組份不足時(shí)，這與之相似組份就以類質(zhì)同象的方式混入晶格中，同時(shí)，微量元素在介質(zhì)溶液中濃度大，易于形成類質(zhì)同象。
    類質(zhì)同象的類型一般根據(jù)兩種組份之間替代程度把類質(zhì)同象分為完全類質(zhì)同象和不完全類質(zhì)同象兩類。

完全類質(zhì)同象是指兩種組份能以任意比例進(jìn)行替代而形成類質(zhì)同象系列，即一種組份可以全部替代原有的組份，并可形成一個(gè)成分連續(xù)變化的系列，如鎂橄欖石一鐵橄欖石完全類質(zhì)同象系列、高溫下的鉀長石一鈉長石完全類質(zhì)同象系列（又稱堿性長石或鉀鈉長石系列）。
不完全類質(zhì)同象是指兩種組份之間只能在某一有限范圍內(nèi)進(jìn)行替代，即以各種不同比例進(jìn)行替代，一般而言，替代的比例很低，尤其是寶石中的微量元素的類質(zhì)同象替代，碧璽中不同元素之間的替代等。
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