7. elıadás AZ ÁSVÁNYOK RENDSZEREZÉSE OXIDOK, HIDROXIDOK, KARBONÁTOK

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "7. elıadás AZ ÁSVÁNYOK RENDSZEREZÉSE OXIDOK, HIDROXIDOK, KARBONÁTOK"

Henrik Szilágyi
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 7. elıadás AZ ÁSVÁNYOK RENDSZEREZÉSE OXIDOK, HIDROXIDOK, KARBONÁTOK

2 Oxidok Fémeknek oxigénnel alkotott vegyületei. Szerkezetükben fıleg ionos kötés érvényesül. A koordinációt tekintve a nagy koordinációs számú ionrácsok az uralkodók, míg a közepes koordinációs számú, kovalens kötéseket tartalmazó, illetve kis koordinációs számú molekularácsú oxidok ritkábbak. Az összetett oxidokban két vagy több kation található. Ezekben a kationok koordinációs száma lehet azonos, de lehet különbözı is. Az oxidok a szulfidokhoz képest jobbára tömöttebb rácsszerkezetet építenek föl, ami a kémiai és fizikai tulajdonságokban kifejezésre jut: nagyobb keménység, magasabb olvadáspont, kisebb oldhatóság.

3 Oxidok Az oxidok csoportosítása a fém/kation : oxigén arányt követi. Jelenleg kb. 450 oxid és rokon vegyületet ismerünk a természetben. Egyesek igen gyakoriak, mint a kvarc. Legnagyobb mennyiségben a földkéregben találhatók, átlagos mennyiségüket 17 %-ra becsülik (ebbıl azonban kb. 13% esik a kvarcra). Gazdasági és történeti szempontból fontos ásványok tartoznak az oxidok közé. A vas, mangán, króm, ón, titán, alumínium és az urán döntı részét oxidokból nyerik ki. Sok oxid ismert a drágakövek világában is. De gondoljunk a jégre, hiszen az szintén ásvány és az oxidok közé tartozik.

4 Spinell MgAl 2 O 4 ; köbös Néhány fontos oxid fontos kızetalkotó (magmás, üledékes) megbecsült drágakı Magnetit Fe 2+ Fe 3+ 2 O 4 ; köbös gyakori kızetalkotó (magmás, metamorf üledékes), fontos érce a vasnak, ferromágneses sajátságú

5 Korund - Al 2 O 3 ; trigonális Néhány fontos oxid fontos kızetalkotó (metamorf, üledékes) nagy keménység és kémiai stabilitás, drágakıváltozatok: (rubin, zafir)

6 Néhány fontos oxid Hematit - Fe 2 O 3 ; trigonális fontos kızetalkotó (magmás, metamorf, üledékes) a vas fontos ércásványa, pora korábban fontos festékföld volt Ilmenit - FeTiO 3 ; trigonális fontos kızetalkotó (magmás, üledékes), a titán ércásványa

7 Néhány fontos oxid Rutil - TiO 2, tetragonális gyakori kızetalkotó (magmás, metamorf, üledékes), nagy keménység, kémiai stabilitás, a titán fontos ércásványa, fehér festék alapanyaga Piroluzit - MnO 2, tetragonális a mangán legfontosabb ércásványa, leginkább üledékes eredető, pora kedvelt festékföld volt

8 A földkéreg legfontosabb oxidja: kvarc Kvarc - SiO 2 ; trigonális, hexagonális Tridimit - SiO 2 ; monoklin, rombos Cristobalit - SiO 2 ; tetragonális, köbös az egyik leggyakoribb kızetalkotó (magmás, metamorf, üledékes), 7-es keménység, nagy kémiai stabilitás, nem hasad sokféle szín- és alakváltozat (drágakövek), változatos felhasználás: üvegipar, építıipar, kohászat, elektronikai és optikai ipar, tőzállóanyagipar, korábban eszközkészítés (kıkorszakok) SiO 2 módosulatok stabilitási tartományai

9 A földkéreg legfontosabb oxidja: kvarc formák, ikrek, jól kristályos változatok ametiszt rózsakvarc füstkvarc

10 kalcedon- és jáspisfélék Mikrokristályos kvarcváltozatok

11 Egy rövid távon rendezett szerkezető és amorf ásvány: opál Opál - SiO 2. nh 2 O amorf vagy rövid távon rendezett szerkezető kagylós törés, változó víztartalom, felszínközeli képzıdés (magmás, üledékes eredet)

12 Hidroxidok, oxid-hidroxidok A hidroxidokban a hidroxil-csoport egyedül vagy az oxigénnel együtt tölti be az anionhelyeket. Szerkezetük jelentısen különbözik az oxidokétól. Az OH-ionok koordinációs száma leginkább 3-as vagy 6-os és zömmel rétegrácsos felépítést eredményez. A hidroxidok sokkal kevéssé stabil vegyületek, mint az oxidok. A rétegrácsokban a rétegek között gyenge van der Waals kötés vagy hidrogénkötés van. Jellemzı a hidroxidokra: kristályok táblás, lemezes termete, a rétegekkel párhuzamos kiváló hasadás és kis keménység. Legtöbbször a felszín közelben vagy a felszínen képzıdnek, mállási folyamatok során. Az alumínium, vas, mangán fontos ércásványai tartoznak közéjük.

13 A leggyakoribb vas-oxid-hidroxid: goethit Goethit - α-feo(oh); rombos roppant elterjedt kızetalkotó, a felszínen minden vastartalmú ásvány döntıen goethitté (vagy rosszul kristályos vas-oxiddá) mállik el, a vas évezredek óta felhasznált ércásványa, porát festékföldként hasznosítják.

14 Gyakori alumínium-hidroxidok Gibbsit - γ-al(oh) 3 ; monoklin a felszínen más Al-tartalmú ásványokból gyakran képzıdik; kristályai mindig szubmikroszkopikus méretőek, a bauxit fontos ércásványa Böhmit - γ-alo(oh); rombos a bauxit legfontosabb ércásványa, kristályai mikroszkopikus méretőek

15 Környezetünkben képzıdı oxidok, hidroxidok Sokszor rövid távon rendezett szerkezetőek vagy amorfak; nagy fajlagos felülettel, nagy adszorpciós képességgel rendelkeznek Fe-oxidok Al-oxidok Fe-Mn-oxidok Fe-oxidok

16 Karbonátok A karbonátokra a CO 3 összetett anion jelenléte jellemzı. A karbonát anionban lévı kötések sokkal erısebbek, mint a szerkezetben lévı többi kötéstípus. A karbonát anion legtöbbször közepes vagy nagy ionrádiuszú, két vegyértékő kationokkal (Ca, Mg, Fe, Mn, Pb, Ba, Sr) kapcsolódik össze. A kisebb ionmérető fémek karbonátokban ritkábbak, és általában más fémekkel együtt épülnek be a szerkezetbe. kalcit rácsa és hasadása

17 Karbonátok A vízmentes, vízben nem oldódó karbonátok 3 5 közötti keménységőek. A vízben fıként az OH-csoportot tartalmazó, vagy a víztartalmú karbonátok oldódnak. Hidrogén-ion jelenlétében a karbonátok instabilakká válnak és elbomlanak (pl. sósavban pezsgéssel oldódnak). A karbonátok a földkéreg felsı zónáiban, illetve a Föld felszínén elterjedt ásványok. Karbonátokból áll számos igen elterjedt üledékes (pl. mészkı, márga, dolomit) és metamorf (márvány) kızet. Jelenleg kb. 200 karbonátásványt ismerünk. Gyakoriságuk és gazdasági jelentıségük miatt a kalcit-, az aragonit- és a dolomit-csoport ásványai a legfontosabbak. A karbonátokat a víztartalom, illetve a pótanionok hiánya vagy jelenléte alapján csoportosítjuk.

18 A leggyakoribb karbonát: kalcit Kalcit - CaCO 3 ; trigonális a leggyakoribb kızetalkotó karbonát (magmás, üledékes, metamorf), romboéder szerinti kitőnı hasadás, közepes keménység, savakkal szembeni instabilitás, változatos felhasználás: építıipar, mész- és cementgyártás, kohászat, cukoripar, talajjavítás, festékipar, díszítıkıipar

19 A kalcit formai változatossága

20 Sziderit - FeCO 3 ; trigonális Néhány fontos karbonát gyakori kızetalkotó (magmás, üledékes); a vas egyik ércásványa, barna szín, romboéder szerint kitőnı hasadás Magnezit - MgCO 3 ; trigonális a magnézium legfontosabb ércásványa, tőzállóipar, építıanyagipar (speciális cementek)

21 Dolomit - CaMg(CO 3 ) 2 ; trigonális Néhány fontos karbonát gyakori üledékes kızetalkotó, közepes keménység, savakkal szemben instabilitás, romboéder szerinti kitőnı hasadás, Kohászati adalék, tőzállóanyag-ipar, talajjavítás, vegyipar

22 Aragonit - CaCO 3 ; rombos Néhány fontos karbonát üledékes, ritkábban magmás, metamorf kızetalkotó, közepes keménység, savakkal szemben instabilitás, nem jó a hasadása (ellentétben a kalcittal)

23 Malachit - Cu 2 (CO 3 )(OH) 2 ; monoklin rézérctelepek oxidációs zónája, zöld, közepes keménység, a réz ércásványa, pora korábban fontos festékföld volt, díszítıkı Néhány fontos karbonát Azurit - Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 ; monoklin rézérctelepek oxidációs zónája, kék, közepes keménység, a réz ércásványa, pora korábban fontos festékföld volt

24 Környezetünkben képzıdı karbonátok

Hasonló dokumentumok

6. előadás AZ ÁSVÁNYOK RENDSZEREZÉSE OXIDOK, HIDROXIDOK, KARBONÁTOK

6. előadás AZ ÁSVÁNYOK RENDSZEREZÉSE OXIDOK, HIDROXIDOK, KARBONÁTOK Oxidok Fémeknek oxigénnel alkotott vegyületei. Szerkezetükben főleg ionos kötés érvényesül. Az összetett oxidokban két vagy több kation