Галоиды

Галоиды природные (греч. hals - соль; встречаются как синонимы названия «галогены» и «галогениды») - класс минералов. С химической точки зрения - соли галоидоводородных кислот: плавиковой HF (фторводородная, фториды), соляной НС1 (хлорводородная, хлориды), иодводородной HI (иодиды), бромводородной НВг (бромиды). Природные образования двух последних кислот редки: иодиды - 5-6 минералов

(количество варьирует у разных исследователей); для бромидов достоверно известен только один минерал - бромаргирит AgBr. Фториды (~ 30 минералов) и хлориды (~ 70) распространены широко. Кроме указанных солей ионы F1_, Cl1-, I1 и Вг1 входят в состав сложных соединений, содержащих несколько катионов, добавочные анионы [S04] , [N03] , О , [ОН]1- и воду; а также образуют в соединениях смеси из несколько галогенов, например PbFCl.

Модель кристаллической структуры флюорита [5] (масштабная линейка внизу - нанометры)

Рис. 2.76. Модель кристаллической структуры флюорита [5] (масштабная линейка внизу - нанометры)

Анионы F1 и С11 различно проявляют себя в соединениях с катионами. По А.Г.

Бетехтину [5], последнее объясняется разницей в размере ионных радиусов данных элементов: F1- - 0,133; С11_ - 0,181 нм (прил. 3). Отметим также, что разница между ионными радиусами I1- (0,220 нм) и Вг1- (0,196 нм) меньше для хлора, чем фтора.

Поэтому иод и бром часто входят в состав хлоридов как изоморфные примеси.

Соединения анионов галоидов с катионами легких металлов (Na1+, К1+, Са2+ и т. д.), обладающими восьмиэлектронной внешней оболочкой, характеризуются ионным типом кристаллохимической связи. При увеличении атомных весов элементов катионов (Cu2+, Ag1+ и др.) наблюдается тенденция перехода к ковалентной связи. Главная масса фтора в земной коре сосредоточена в соединении CaF2 - минерал флюорит (синоним - плавиковый шпат, модель структуры - рис. 2.76); главная масса хлора - соединение NaCl - минерал галит (каменная соль, рис. 2.77).

Модель кристаллической структуры галита [81]

Рис. 2.77. Модель кристаллической структуры галита [81]

В процессах магматической кристаллизации галоиды как самостоятельные минералы не встречены. Однако присутствие галогенов в расплавах достоверно установлено. Фтор и хлор в значительных количествах входят в состав газовой фазы вулканических извержений, иногда формируя минеральные выделения незначительных размеров (эксгаляционное образование).

Флюорит - типичный минерал гидротермальных жил; изредка встречается в пегматитах и контактовометасоматических породах. Хлоридов здесь практически нет; это минералы экзогенных процессов - преимущественно осадконакопление в морских бассейнах с затрудненным доступом воды и замкнутых континентальных водоемах в аридном климате (эвапориты).

Геохимия фтора и хлора различна. При выветривании горных пород оба элемента переходят в раствор. Химическое сродство фтора и кальция настолько велико, что в форме труднорастворимого соединения CaF2 большая часть фтора осаждается на путях миграции и остается на континентах. Здесь это соединение аморфно, частью усваиваивается организмами. Хлор доходит до водных бассейнов, являясь в морской воде одним из самых распространенных элементов (70-75 % его содержания в земной коре).

Часто встречающиеся окраски галоидов природных обусловлены примесями хронофоров (идиохроматические - бесцветные, прозрачные). Флюорит и галит кристаллизуются в кубической сингонии. Твердость соответственно четыре и два, спайность совершенная и весьма совершенная, плотность 3,0 и 2,2 г/см3. Блеск стеклянный. Встречаются как в форме хорошо ограненных кристаллов, так и в зернистых массах.

Среди фторидов, кроме флюорита (рис. 2.78), следует отметить минерал криолит Na3AlF6 - редкий, но имеющий практическое значение (изготовление молочно-белого стекла и эмалей). Из хлоридов наиболее распространены минералы группы галита - галит (рис. 2.79), сильвин КС1, карналлит MgCl2xKClx6H20, бишофит MgCl2x6H20.

Флюорит используется как флюс в металлургии (около 70 % от добычи), для получения искусственного криолита, плавиковой кислоты, изготовления эмалей, в оптике - линзы, устраняющие хроматическую аберрацию и другое. Хорошо ограненные кристаллы представляют интерес в геммологии.

Флюорит [65]. Цвет минерала синий, фиолетовый, зеленый, красный, желтый, розовый, черно-фиолетовый, зональная окраска со сменой цветов, реже бесцветный

Рис. 2.78. Флюорит [65]. Цвет минерала синий, фиолетовый, зеленый, красный, желтый, розовый, черно-фиолетовый, зональная окраска со сменой цветов, реже бесцветный

Геммология (лат. gemma - драгоценный камень) - совокупность сведений о драгоценных и поделочных камнях. Сюда же относится выращивание искусственных драгоценностей (кристаллов) и технологические воздействия на природные камни (огранение, устранение дефектов и т. п.). Основоположником этого направления по праву считается наш соотечественник академик АН СССР А.Е. Ферсман.

Галит [67]. Окраска - бесцветный, красный, желтый, синий

Рис. 2.79. Галит [67]. Окраска - бесцветный, красный, желтый, синий

Галит используется как пищевой продукт и консервирующее средство, для получения соляной кислоты, хлора, металлического натрия и т. д.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >