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(二)等价类质同象和异价类质同象 这是根据代替时离子间的电价是否相等来划分的。 凡是晶格中互相代替的离子间电价相等的称为等价类质同象置换,如前述的Mg2和Fe2+、 Zn2+和Fe2+。 凡是相互代替的质点电价不相等的称为异价类质同象,如硅酸盐矿物中的Si被Al代 替,萤石中的Ca2被Y3所代替等,为了保持代替前后电荷平衡,异价类质同象可以通过下 列方式进行: 不等数代替:3Mg=2A13+(在云母中) Li+cst Be2+(在绿柱石) A13++Na+ Sr4+(在角闪石中) 成对代替:Ca2++A13 Na+Sr+(在斜长石中) Ca2+F·(在磷灰石中) (三)类质同象的形成条件 类质同象代替能不能进行,主要取决于离子或原子本身的性质和形成时的物理化学条件。 1)离子(原子)本身的性质 ·原子或离子的半径。 相互代替的离子半径相差越小,则彼此间替换能力越强,替换量越大,反之则越弱、越 小。经验表明,若以r1、n2分别代表较大质点和较小质点的半径,当r1-r2/r2<15%时,易形 成完全类质同象置换,若为15%30%时,一般只形成不完全类质同象置换;若>30%时,则 很难形成类质同象了。 ·离子的电价。 类质同象代替必须遵守电价平衡的原则,否则会引起晶体结构的破坏。因此,在异价类 质同象代替时,电荷平衡起着主要的作用,而离子半径间的差别却可允许有较大范围。如云 母中Mg2+代替A13+,两者半径之差高达30%仍能形成类质同象 ·离子类型。 一般离子类型相同或相似,形成的键性相一致,才能发生类质同象代替。例如Hg2+和Ca2 电价相同,半径分别为o.llmm和0.104mm,十分相近,但彼此不相互代替,显然是离子类 型不同的缘故。而A8+、Sr4属同型离子,虽然r1-r2/r2=38%,但在硅酸盐矿物的晶格中 A13+代S4+的类质同象代替十分广泛。这是由于A-O与SiO间均以共价键为主,间距相近, 以致二者易发生交换,因此不能单纯从离子半径的差值作出能否发生类质同象的结论。 2)响影类质同象产生的外部条件(二)等价类质同象和异价类质同象 这是根据代替时离子间的电价是否相等来划分的。 凡是晶格中互相代替的离子间电价相等的称为等价类质同象置换,如前述的 Mg2+和 Fe2+、 Zn2+和 Fe2+。 凡是相互代替的质点电价不相等的称为异价类质同象,如硅酸盐矿物中的 Si4+被 Al3+代 替,萤石中的 Ca2+被 Y3+所代替等,为了保持代替前后电荷平衡,异价类质同象可以通过下 列方式进行: 不等数代替: 3Mg2+ ===== 2A13+(在云母中) Li++Cs+ ===== Be2+(在绿柱石) A13++Na+ ===== Si4+(在角闪石中) 成对代替: Ca2++A13+ ===== Na ++Si4+(在斜长石中) Ce3++O2- ===== Ca2++F-(在磷灰石中) (三)类质同象的形成条件 类质同象代替能不能进行,主要取决于离子或原子本身的性质和形成时的物理化学条件。 1)离子(原子)本身的性质 •原子或离子的半径。 相互代替的离子半径相差越小,则彼此间替换能力越强,替换量越大,反之则越弱、越 小。经验表明,若以 r1、r2 分别代表较大质点和较小质点的半径,当 r1-r2/r2<15%时,易形 成完全类质同象置换,若为 15%~30%时,一般只形成不完全类质同象置换;若>30%时,则 很难形成类质同象了。 •离子的电价。 类质同象代替必须遵守电价平衡的原则,否则会引起晶体结构的破坏。因此,在异价类 质同象代替时,电荷平衡起着主要的作用,而离子半径间的差别却可允许有较大范围。如云 母中 Mg2+代替 A13+,两者半径之差高达 30%仍能形成类质同象。 •离子类型。 一般离子类型相同或相似,形成的键性相一致,才能发生类质同象代替。例如 Hg2+和 Ca2+ 电价相同,半径分别为 0.11mm 和 0.104mm,十分相近,但彼此不相互代替,显然是离子类 型不同的缘故。而 A18+、Si4+属同型离子,虽然 r1-r2/r2=38%,但在硅酸盐矿物的晶格中, A13+代 Si4+的类质同象代替十分广泛。这是由于 Al-O 与 Si-O 间均以共价键为主,间距相近, 以致二者易发生交换,因此不能单纯从离子半径的差值作出能否发生类质同象的结论。 2)响影类质同象产生的外部条件
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