Целестин Sr [so4]

Целестин обычно образует кристаллы призматической или таблитчатой формы или их незакономерные сростки. Известны так же зернистые и волокнистые агрегаты. Окраска – бледно-голубая, голубовато-серая разных оттенков, до бесцветной. Цвет в порошке – белый. Прозрачен или просвечивает. Блеск – стеклянный. Излом ступенчатый. Спайность выражена хорошо. Твердость – 3,5. Удельный вес – тяжелый.

Целестин окрашивает пламя в красный цвет. При облучении ультрафиолетовыми лучами слабо люмонисцирует. Часто встречается совместно с гипсом, ангидритом, доломитом и с самородной серой.

Происхождение: осадочное, биохемогенное (из целестина состоят раковинки одноклеточных животных – акантарий.) и низкотемпературное гидротермальное. Применение: в пиротехнике и в химической промышленности. Сырье для получения стронция.

Класс фосфатов

К классу фосфатов (солей фосфорных кислот) относится значительное количество минералов, однако распространение их не­велико. Из фосфатов наиболее распространены в природе, минералы группы апатита. Образуются они, как при эндогенных процессах (в изверженных породах, пегматитах, в гидротермальных месторождениях), так и экзогенных.

Существуют простые и сложные, водные и безводные фосфаты. Форма выделения, окраска отличаются большим разнообразием. Твердость невысокая. Цвет и плотность варьируют в зависимости от катионного состава. Минералы хорошо растворяются в кислотах. Фосфаты применяются в качестве минеральных удобрений.

Гр. Апатит Са5[ро4]3 (f–, он–, с1–)

Апатит – наиболее распространенный; минерал из класса фосфатов. Он встречается в виде зернистых кристалли­ческих агрегатов (похожих на неочищенный сахар) и отдельных хорошо ограненных кристаллов. Кристаллы имеют форму шестигранных призм иногда с головкой.

Цвет обычно бледно-зеленый или зеленовато-го­лубой, иногда может быть бесцветным. Просвечивает или полупрозрачен. Изредка может быть прозрачным. Блеск на гранях стеклянный, на изломе жирный. Излом – неровный, реже раковистый; у сахаровидных агрегатов – зернистый. Спайность не выражена. Твердость – 5. Плотность – средняя. Сингония гексагональная

Происхождение: магматическое и метаморфическое. Применение: основное сырье для получения фосфора и изготовления фосфорных удобрений, так же применяется в химической промышленности.

Коллофан и франколит и другие фосфаты – составные части фосфоритов

В поверхностных условиях возникает скрытокристаллический фосфат кальция — фосфориты; они, образуют землистые скопления, плотные скрытокристаллические массы, а так же более или менее округлые конкреции, псевдоморфо­зы по органическим остаткам. Цвет их серый (от почти белого до темно-бурого и почти черного). Фактически, фосфорит представляет собой песчаник, мергель или глину, в которых отдельные обломочные частицы сцементированы фосфатом кальция – от есть формально фосфорит относится уже не к минералам, а к горным породам.

При трении двух кусков фосфорита друг о друга выделяется специфический запах, напоминающий запах жженной кости. Образуются фосфаты в бассейнах в ре­зультате жизнедеятельности микроорганизмов. Применение: преимущественно используется как сырье для изготовления фосфорных удобрений.

Класс НИТРАТЫ

Нитраты или селитры, – это производные солей азотной кислоты. Вследствие легкой растворимости в воде минералы этого класса в природе встречаются довольно редко и еще реже образуют промышленные скопления. Наиболее распространены среди нитратов натриевая (чилийская) и калиевая (индийская) селитры. Встречаются они в виде землистых масс, мелкозернистых агрегатов, налетов или выцветов. Селитры – весьма ценное естественное минеральное удобрение, так как содержит калий и азот. Источником азота для них является азот воздуха.

Класс СИЛИКАТЫ И АЛЮМОСИЛИКАТЫ

Силикаты и алюмосиликаты – это наиболее распространенные неорганические природные соединения. Они составляют до 75% массы земной коры и около 50% общего числа минеральных видов. Это кремний-кислородные соединения («силициум» - кремний).

Особенности силикатов:

• в целом, в их состав входят очень ограниченный набор химических элементов – основными из них являются кремний (Si), алюминий (Al), кислород (О). Имеются небольшие включения других элементов, в основном это магний (Mg), железо (Fe), кальций (Са), натрий (Nа).

• широко проявлен изоморфизм, особенно между кремнием (Si), и алюминием (Al).

• стеклянный блеск (кроме землистых разновидностей).

• за редким исключением силикаты имеют большую или среднюю твердость (5 – 8).

• основной элемент кристаллической структуры этих минералов – это кремне-кислородный тетраэдр (Рис. 3.1.), где катион кремния (четырехвалентный) окружен четырьмя анионами кислорода (двухвлентными). То есть, главным структурным элементом является ионный четырехвалентный кремнекислородный радикал-тетраэдр [SiO₄]^4-. В центре его расположен ион кремния Si⁴⁺, а в вершинах – четыре иона кислорода О^2-.

Когда в тетраэдре четырехвалентные ионы кремния замещаются трехвалентными ионами алюминия Al³⁺ образуются алюмосиликаты. Причем в структуре алюмосиликатов, весь кремний никогда алюминием не замещается.

Силикаты – исключительно многообразны по своим свойствам и своему внешнему виду. Тем не менее, их состав, и свойства легко поддаются систематизации, если учитывать кристаллохимические особенности их структуры.

По особенностям строения силикаты и алюмосиликаты делятся на 6 групп:

• островные– кремне-кислородные тетраэдры соединяются друг с другом катионами какого-то другого химического состава, чем кремний или алюминий. Наиболее типичные представители этой группы: оливин, циркон, гранаты;

• кольцевые – цепочки тетраэдров соединены в кольца (по три, четыре или шесть штук). Типичный минерал – турмалин

• цепочечные– тетраэдры соединяются друг с другом в длинные цепочки (практически бесконечные по сравнению с размерами самого тетраэдра). Характерный минерал – авгит, эгирин;

• ленточные– цепочки тетраэдров соединяются в ленты (по 2 – 3 цепочки). Представители этой группы –роговая обманка;

• листовые (слоистые) – ленты из кремнекислородных тетраэдров сливаются друг с другом и образуют плоские двухмерные листовые структуры, причем расстояния между тетраэдрами внутри «листа» много меньше расстояний между «слоями». Наиболее важные представители этой группы: это слюды, хлорит, каолинит;

• каркасные– в их структуре кремнекислородные тетраэдры образуют сложные трехмерные пространственные «каркасные» конструкции. Пример – полевые шпаты, нефелин, берилл. Единственным каркасным силикатом является кварц, но он рассматривался в классе оксидов. Все остальные минералы являются алюмо-силикатами, т.е. часть кремния в тетраэдрах занята алюминием.

Рис.3. Структура кристаллических решеток силикатов: 1- изолированный кремнисто-кислородный тетраэдр; 2 – группа из двух тетраэдров (сдвоенный); 3 – группа из трех, четырех и шести тетраэдров связанных в кольцо; 4 – цепочка тетраэдров; 5 – лента тетраэдров; 6 – слой (лист) тетраэдров; 7 – “каркас” из кремнекислородных тетраэдров.