1、 第二章自然体系中元素共生结合规律 本章内容 u 自然界元素结合的类型及特点u 元素的地球化学亲和性u 类质同象代换及微量元素共生结合规律u 晶体场理论在解释过渡族元素结合规律上的应用事实:陨石中 Fe, Ni, Co, Pt 等 元素主富集在金属相中,硅酸盐相主要是 Si, O,Al, K, Na, Ca 硫化物相有 S, Fe, Cu, Ni, Co, Zn等超基性岩、酸性岩、碱性岩在元素含量上差别非常大据统计自然界中:硅酸盐 25.8%氧化物、氢氧化物 2.7%, 其它氧盐 25.4%,硫化物和硫盐 24.7%, 卤化物 5.8%,自然元素 4.3%,其它 3.3%问题:为什么不同岩石、
2、矿物中的元素组合千差万别呢?为什么有些元素总是相伴出现,而另外一些元素彼此很少共生呢?为什么在自然界多组份复杂的化学体系内,具有一定的化合物(矿物)的组成比例?自然界元素结合特点:多键性和过渡性; 自然界形成的化合物(矿物)都是不纯的,每一种矿物都构成一个成分复杂、含量变化的混合物系列。1 元素地球化学亲和性所谓地球化学亲和性 :主要指阳离子在自然体系中趋向同某种阴离子化合的倾向。元素的地球化学亲和性的原因 :1、元素本身性质2、元素结合的物理化学条件一、 亲铁性元素在自然界以金属状态产出的一种倾向。铁具有这种倾向,在自然界中,特别是 O, S丰度低的情况下,一些元素往往以自然金属状态存在,常
3、常与铁共生,称之为亲铁元素。基本特征: 不易与其他元素结合,因为它们的价电子不易丢失(具有较高电离能)。电离能:指原子上移去一个电子所需要的能量。电离能愈大,则电子被结合得愈牢。第一电离能第二电离能I 1Au=9.2 电子伏特, I 1Ag=7.5 电子伏特, I 1Cu=7.7 电子伏特 另外 ,周期表 VIII族过渡金属元素(铂族元素)具明显亲铁性: I1Pt = 8.88 电子伏特 I1Pd = 8.30 电子伏特 Pt 等元素在自然界往往 I1Ni = 7.61 电子伏特 以金属状态出现。 I1Co = 7.81 电子伏特 二、亲氧性和亲硫性1. 氧、硫性质的差异氧和硫某些化学性质参数原子序数周期数外层电子结构 I1 I2 X R0 R2-O 8 2 1s22s22p4 13.64 35.15 3.5 0.66 1.32S 16 3 1s22s22p63s23p43d0 10.38 23.4 2.5 1.04 1.74X电负性,它是用来表示原子吸引电子的能力大小