ÁSVÁNY-KŐZETTAN Előadás

Hasonló dokumentumok
5. elıadás KRISTÁLYKÉMIAI ALAPOK

5. előadás AZ ÁSVÁNYOK RENDSZEREZÉSE TERMÉSELEMEK, SZULFIDOK, HALOGENIDEK

Sillabusz orvosi kémia szemináriumokhoz 1. Kémiai kötések

Az ásványok rendszerezése Az ásványok osztályokba sorolásának alapelvei: - Összetétel - Kristályszerkezet - Előfordulás Összesen 9 osztályba soroljuk

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

5. elıadás AZ ÁSVÁNYOK RENDSZEREZÉSE TERMÉSELEMEK, SZULFIDOK, HALOGENIDEK

Az elektronpályák feltöltődési sorrendje

Kötések kialakítása - oktett elmélet

3. elıadás A KRISTÁLYKÉMIA ALAPJAI

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

3. A kémiai kötés. Kémiai kölcsönhatás

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Elektronegativitás. Elektronegativitás

Energiaminimum- elve

Kémiai kötések. Kémiai kötések. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Az elemek rendszerezése, a periódusos rendszer

Atomszerkezet. Atommag protonok, neutronok + elektronok. atompályák, alhéjak, héjak, atomtörzs ---- vegyérték elektronok

Litoszféra fő-, mikro- és nyomelemgeokémiája

Ásvány- és kőzettan. Kristálytan Ásványtan Kőzettan Magyarország ásványai, kőzetei Történeti áttekintés. Bidló A.: Ásvány- és kőzettan

kvarc..vannak magasabb hőmérsékletű hidrotermális folyamatok is

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

Ásvány- és kzettan. Történeti áttekintés Kristálytan Ásványtan Kzettan Magyarország ásványai, kzetei. Bidló A.: Ásvány- és kzettan

Szigetelők Félvezetők Vezetők

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály C változat

A kémiai kötés. Kémiai kölcsönhatás

7. elıadás AZ ÁSVÁNYOK RENDSZEREZÉSE OXIDOK, HIDROXIDOK, KARBONÁTOK

Kristályos szilárd anyagok

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály A változat

1. Mi a drágakő? a. ásványváltozat b. biogén eredetű anyag c. mindkettő lehet. 13. Mit értünk a kristályok külső szimmetriáján?

Litoszféra fő-, mikro- és nyomelemgeokémiája

Általános és szervetlen kémia 3. hét Kémiai kötések. Kötések kialakítása - oktett elmélet. Lewis-képlet és Lewis szerkezet

Tesztkérdések az Ásványtani és kızettani alapismeretek tárgyhoz

1. Terméselemek 2. Szulfidook 3. Oxidok, hidroxidok 4. Szilikátok 5. Foszfátok 6. Szulfátok 7. Karbonátok 8. Halogenidek 9.

Szalai István. ELTE Kémiai Intézet 1/74

6. előadás AZ ÁSVÁNYOK RENDSZEREZÉSE OXIDOK, HIDROXIDOK, KARBONÁTOK

Kémiai fizikai alapok I. Vízminőség, vízvédelem tavasz

Redoxi reakciók Elektrokémiai alapok Műszaki kémia, Anyagtan I előadás

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Slide 1 /39

Ásványok. Az ásványok a kőzetek építő elemei.

NE FELEJTSÉTEK EL BEÍRNI AZ EREDMÉNYEKET A KIJELÖLT HELYEKRE! A feladatok megoldásához szükséges kerekített értékek a következők:

Jellemző redoxi reakciók:

Atomszerkezet. Atommag protonok, neutronok + elektronok. atompályák, alhéjak, héjak, atomtörzs ---- vegyérték elektronok

3. előadás A KRISTÁLYKÉMIA ALAPJAI

8. elıadás AZ ÁSVÁNYOK RENDSZEREZÉSE SZULFÁTOK, FOSZFÁTOK, SZILIKÁTOK (NEZOSZILIKÁTOK)

1.2. A szilárd testek szerkezete

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

Az anyagi rendszerek csoportosítása

A Föld kéreg: elemek, ásványok és kőzetek

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

I. ANALITIKAI ADATOK MEGADÁSA, KONVERZIÓK

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Slide 1 /39

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion

I. Atomszerkezeti ismeretek (9. Mozaik Tankönyv: oldal) 1. Részletezze az atom felépítését!

Kémiai kötés Lewis elmélet

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

AZ ANYAGI HALMAZOK ÉS A MÁSODLAGOS KÖTÉSEK. Rausch Péter kémia-környezettan

A szilárd állapot. A szilárd állapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás VI

A SZILÁRDTEST FOGALMA. Szilárdtest: makroszkópikus, szilárd, rendezett anyagdarab. molekula klaszter szilárdtest > σ λ : rel.

1.ábra A kadmium felhasználási területei

Minőségi kémiai analízis

Kémiai alapismeretek 3. hét

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Dia 1 /39

Ércteleptan IV. 4/20/2012. Intermedier és savanyú intrúziók ásványi nyersanyagai. Babeş-Bolyai Tudományegyetem, Geológia Szak, 3.

Anyagszerkezet és vizsgálat Fémtan, anyagvizsgálat

1./ Jellemezd az anyagokat! Írd az A oszlop kipontozott helyére a B oszlopból arra az anyagra jellemző tulajdonságok számát! /10

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

8. Osztály. Kód. Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő

Mit tanultunk kémiából?2.

Általános Kémia, BMEVESAA101

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Kémiai alapismeretek hét

XLVI. Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny február 6. * Iskolai forduló I.a, I.b és III. kategória

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 5. Általános anyagszerkezeti ismeretek Fémek, ötvözetek

5. elıadás AZ ÁSVÁNYRENDSZERTAN ALAPJAI

Babeş-Bolyai Tudományegyetem, Geológia Szak. Ércteleptan záróvizsga, tanév, I. szemeszter. Kérdések az elméleti jegy megszerzéséhez

7. elıadás KRISTÁLYFIZIKAI ALAPOK

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

3. változat. 2. Melyik megállapítás helyes: Az egyik gáz másikhoz viszonyított sűrűsége nem más,

... Dátum:... (olvasható név)

Csermák Mihály: Kémia 8. Panoráma sorozat

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Az ásványtan tárgya, az ásvány fogalma. Geometriai kristálytan. A kristály fogalma. A Bravais-féle elemi cellák.

Periódusosság. 9-1 Az elemek csoportosítása: a periódusostáblázat

Anyagszerkezet és vizsgálat

NEM KONSZOLIDÁLT ÜLEDÉKEK

Kristálytan II. Székyné Fux Vilma: Kristálytan. Budapest című egyetemi jegyzetéből és

Ásványtani alapismeretek

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

41. ábra A NaCl rács elemi cellája

Polimorfia Egy bizonyos szilárd anyag a külső körülmények függvényében különböző belső szerkezettel rendelkezhet. A grafit kristályrácsa A gyémánt kri

Atomszerkezet, kötések


Kémiai alapismeretek 11. hét

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

A standardpotenciál meghatározása a cink példáján. A galváncella működése elektrolizáló cellaként Elektródreakciók standard- és formálpotenciálja

Átírás:

ÁSVÁNY-KŐZETTAN Előadás Földrajz BSc I. évfolyam V. előadás Nyugat-magyarországi Egyetem, Savaria Egyetemi Központ, Természetföldrajzi Tanszék

Kristálykémia A rácspontokban elhelyezkedő atomok, ionok és molekulák és a köztük lévő viszony A kristályrácsot felépítő rácspontok : 1. Atom: A kémiában az atom a kémiai elemek legkisebb olyan mennyisége, ami még őrzi az elem kémiai tulajdonságait. Alkotóelemei: -atommag (proton+neutron) (az összes tömeg hordozója) mérete: 10-14 m -elektronburok (héjakat alkot...1s 2, 2s 2 2p 6...) mérete: 10-10 m 2. Ion: olyan atom, vagy molekula (atomcsoport), mely elektromos töltéssel rendelkezik. A negatív töltésű ion, más néven anion olyan atom vagy molekula, melynek egy vagy több elektron többlete van, a kation pedig pozitív töltésű ion, amiben egy vagy több elektronhiány van, mint az eredeti részecskében Kation: Si 4+, Al 3+, Ca 2+, Mg 2+, Fe 3+, Fe 2+, Na +, K +, Mg 2+, fémek Anion: Cl -, O 2-, S 2-, Br -, J - Komplex anionok: SiO 4 2-, PO 4 3-, CO 3 2-, NO 3-, SO 4 2-, WO 4 2- Atommag Elektronfelhő

Oxidációs szám: Az oxidációs szám a kémiában az egyes atomok oxidációs állapotának leírására szolgáló előjeles egész szám. Az elemi állapotú anyagok oxidációs száma 0 (nulla), a pozitív értékek oxidált, a negatív értékek pedig redukált állapotra utalnak. 1. Példa: Magnetit (Fe 3 O 4 )-hematit (Fe 2 O 3 ) Fe 3+ : oxidált vas (ferro) Fe 2+ Fe 3+ 2O 4 Fe 3+ 2O 3 Fe 2+ : redukált vas (ferri) 2. Példa: 7+ 2+ 2+ 3+ MnO 4 + 5 Fe 2+ + 8H + Mn 2+ + 5 Fe 3+ +4 H 2 O Mn 5+ (oxidált) felvett 3e - -t ezáltal (le)redukálódott a Fe 2+ (redukált) leadott e - -t ezáltal (fel)oxidálódott 3. Példa: S (kén) oxidációs állapotai (geológiai gyakorlatban): -2, 0, +6 Terméskén S o BaSO 4 - barit FeS 2 - pirit

Növekvő ionrádiusz 3. Atomrádiusz: az atom legkülső elektronhéja maximális töltéssűrűségű részének az atommagtól való távolsága. Az effektív atom- és ionrádiusz az elemi minőségen túl függ az atomot/iont körülvevő atomok/ionok számától, típusától, az elektronkonfigurációtól, illetve az ionok töltésének nagyságától is. Az anionok többnyire nagyobbak, mint a kationok. Csökkenő ionrádiusz

Koordináció, koordinációs szám Maximum rádiusz hányados Koordinációs szám Koordináció: az atomok/ionok elrendezési módja egy centrális tömegpont körül. 0,155 0,155-0,225 2 3 Lineáris Háromszöges Koordinációs szám: egy atom/ion közvetlen szomszédjainak a száma. 0,225-0,414 4 Tetraéderes A koordinációs számot alapvetően a rádiuszhányados (a központi ion és szomszédok rádiuszainak a hányadosa), a kötésjelleg és a polarizáció befolyásolja. 0,414-0,732 0,732-1 6 8 Oktaéderes Hexaéderes szoros illeszkedés 1 12 Köbös szoros illeszkedés

Rádiuszhányados számítása Z X Z Z (2Rz + 2Rx)2 = (2Rz)2 + (2Rz)2 = 2(4Rz2) 2Rz +2Rx = 2 2Rz Rz + Rx = 2Rz Rx = ( 2-1)Rz Rx/Rz = 0.414

Példák koordinációkra Kalcit 4-es Szilikát tetraéder 3-as 6-os

Példák koordinációkra II. 12-es koordináció A Hexagonális tömött illeszkedés A B Hatszöges A A Köbös B C A Köbös tömött illeszkedés

Kötéstípusok a kristályrácsban: 1. Ionos kötés: Az ionos kötés elsőrendű kémiai kötés, mely ellentétes töltésű ionokat tartalmazó anyagokban fordul elő pl.: Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, J -, SO4 2- -fémek hozzák létre nem fémekkel -erős kötés -nem irányított a kötés -színtelenek, nem vezetők és közepes keménységűek Pl.: szilikátok

2. Kovalens kötés: Olyan elektronpárok vesznek benne részt, amelyek az atomok legkülső elektronhéján helyezkednek el párosítatlanul és ellentétes a spinkvantumszámuk. Az atomok maguk semlegesek. -erős kötéstípus -irányított lehet (poláros: az elektronpárok ahhoz az atomhoz kerülnek közelebb, amelynek nagyobb az elektronegativitása -nem vezetők, nagy keménység, magas olvadáspont Pl.: gyémánt Poláros Apoláros

3. Fémes kötés: A kötést elektronok hozzák létre, de az elektronok nem csak két atomhoz, hanem az egész rácshoz kötődnek, szabadon mozognak. Un. elektronfelhő jön létre delokalizált elektronokból Következményei: -nagyon szoros illeszkedés koordináció: 6-12 -opakok (átlátszatlanok) -vezetők -nyújthatóak Pl.: arany, réz 4. van der Waals kötés: molekulák között létrejövő gyenge kötések. Nem irányított, nem határozott számú. Oka a molekulán belüli töltés-asszimetria (polaritás lsd. kovalens kötés) -gyenge kötés -kis keménység -alacsony olvadáspont -szigetelők pl: Grafit, kén, realgár

5. Hidrogén-híd kötés Dipol molekulák között, (jellemzően víz) létrejövő gyenge kötés -kis keménység -alacsony olvadáspont -nem vezetők Nincsenek tiszta esetek...!!!

Kristályrácsok Ionrácsok A rácspontokban ellentétes töltésű ionok ülnek, a kötések irányítatlanok, az ionok annyira közelítik meg egymást amennyire azt az elektrosztatikus vonzó és taszítóerők megengedik. Jellemzők: -közepes fénytörés -gyakran színtelenek -szilárd állapotban nem, de oldatban elektromos vezetők Példák: kősó, szilvin, szilikátok a legtöbb ásvány SiO 2 NaCl

2. Atomrácsok A rácspontokban elhelyezkedő atomok között kovalens kötések vannak. A szomszédos atomok száma korlátozott. Jellemzők: -szigetelők -lehetnek színesek, színtelenek -magas olvadáspont Példák: gyémánt, szfalerit C (gyémánt) ZnS

3. Fémes rácsok A rácspontokban pozitív atomtörzsek foglalnak helyet, az elektronok, szabadon az egész rácshoz kötődnek. Mivel nincsen korlátja a közelségnek ezért tömött a rács. Jellemzők: -opakok -erős fényvisszaverőképesség -jelentős hő- és elektonvezetőképesség -jól transzlatálhatóak Tolv és a keménység tág határok között változik Példák: grafit, réz, szulfidok Au Cu

4. Molekularácsok A rácspontokban molekulák ülnek a köztük lévő kötés van der Waals kötés Nagyon ritka pl: kén, auripigment, realgár Jellemzői azoknak az elemeknek a jellemzőivel azonosak amelyek a rácsot felépítik.

GEOFÁZISOK 1. Likvid - magmás szakasz: szulfidolvadék elkülönül a szilikátolvadéktól (pirrhotin, pentlandit, kalkopirit stb.) oxid: kromit, magnetit, ilmenit 2. Főkristályosodás ( ~ 1100 o C - 650 o C) nezo tektoszilikátig (Si/O 1:4 1:2) 3. Pegmatitos s zakasz: (650 o C - 500 o C) Dúsul: O, Si, Al, Na, K B, Li, Cs, Rb, Be, RFF, Zr, Th, U, Ti, Nb. 4. Pneumatolitos szakasz: (500 o C - 374,2 o C) Granitoid: SnF 4 +2H 2 O SnO 2 +4HF fluorit, topáz SiF 4 +2H 2 O SiO 2 +4HF wolframit, kassziterit Karbonát (kontakt pneumatoli t): SiF 4 +CaCO 3 +2H 2 O = CaSiO 3 +CO 2 +HF 3 SiF 4 +2FeF 3 +12CaCO 3 = Ca 3 Fe 2 [SiO 4 ] 3 +9CaF 2 +12CO 2 2FeF 3 +CaCO 3 = 3CaF 2 +3CO 2 +Fe 2 O 3 3FeF 3 +4CaCO 3 = 4CaF 2 +4CO 2 +Fe 3 O 4 +(HF) 5. Hidrotermás szak: Katatermás: ~ 370-300 o C mezotermás: ~ 300-200 o C epitermás: ~ 200-90 o C teletermás: ~ 90 o C Dúsuló fémek: Au, Ag, Cu Pb, Zn, Hg, As, Sb, Bi (Fe,Co,Ni) OXIDÁCIÓS ÖV: FeS 2 +7O+H 2 O Fe 2+ SO 4 +H 2 SO 4 2FeSO 4 +H 2 SO 4 +O Fe 3+ 2 (SO 4 ) 3 +H 2 O Fe 2 (SO 4 ) 3 +4H 2 O 2FeOOH+3H 2 SO 4 CEMENTÁCIÓS ÖV: H 2 SO 4 +CuFeS 2 =CuSO 4 +FeSO 4 +2H 2 S 4FeS 2 +7CuSO 4 +4H 2 O= 7CuS+4FeSO 4 +4H 2 SO 4

Ásványai: olivin (FeMg)SiO 4, szulfidok (pirrhotin, pentlandit, kalkopirit), terméselemek (Pt, Pd) Előkristályosodás Likvid magmás elkülönülés: A hõmérséklet csökkenésével csökken a szilikátolvadék és a szulfidolvadék kölcsönös oldhatósága, a két olvadék elkülönül. A magma réz-, nikkel- króm-, és platina tartalmának nagy többsége így halmozódik fel. Tulajdonképpeni elõkristályosodás:1000 C-on megjelennek az elsõ kristályok. Króm- és titánvasérc, a platinafémek, a gyémánt és a foszfátásványok így képzõdtek.

Magmás főkristályosodás (1100-650 C) h ő m é r s é k l e t

Magmás kőzetek lelőhelyei, megjelenési formái Vulkán Intrúzió Magyarország: Alkáli bazaltok, Velencei-hegység, Börzsöny, Cserhát, Mátra, Tokaji-hg. Világviszonylatban: Tűzgyűrű: hegységképződési övek, óceáni kéreg

Kimberlit: a gyémánt anyakőzete Kimberlit: olivin, ilmenit, diopszid, gránát kromit, flogopit És gyémánt!!!!

Mirny, Kelet Szibéria: a világ legnagyobb gyémántlelőhelye

Pegmatitos fázis 650-550 C Főleg gránitokhoz kapcsolódóan, azok kupolazónájában megakristályok nőnek a fluidum megjelenésének hatására: kvarc, földpát, csillámok (Si, Al, Na, K) B, Li, Cs, Rb, Be, RFF, Zr, Th, U, Ti, Nb dúsulása Magyarországi lelőhelyek: Velencei-hegység, Mecseki gránit, Szarvaskő Külföldi: Cornwall, Urál

Pneumatolitos fázis 500-374,5 C 374, 5 C a víz hármaspontja ez alatt beszélhetünk gáz-folyadék halmazállapotokról A Cl -, Br -, F -, OH - -ban gazdag forró savas oldatok reakcióba lépnek a magmás kőzettel és a mellékkőzettel: greizen telepek jönnek létre. Főleg gránitokhoz kötődnek. Jellegzetes ásványai: kvarc, muszkovit, topáz, fluorit, turmalin (berill, turmalin) Ércásványok: wolframit (MnFe)WO4, molibdenit MoS2, scheelit CaWO4 Elemtársulás: Sn, W, Mo, F, Be, Ta, RFF Lelőhely: Cornwall, Csehország, Urál, Brazília

Hidrotermás fázis 374,5 C - Teletermás: 100 C- Epitermás: 200-100 C Mezotermás: 300-200 C Katatermás: 375-300 C Modern elnevezés szerint csak hidrotermás

Hidrotermás fázis szárazföldi vulkáni környezet 374,5 C - terméskén, cinnabarit auripigment, realgár termésarany, termésezüst,antimonit galenit, szfalerit, molibdenit pirit, pirrhotin, kalkopirit Meddőásványok: kalcit, kvarc, kalcedon, opál, illit, kaolinit, szmektit Nemérces nyersanyagok: barit, zeolit, kova

Hidrotermás képződmények a felszínen solfatara silica sinter és a mélyben

A tűzgyűrű

Hidrotermás lelőhelyek: M.o.: Recsk, Rudabánya, Velencei-hegység, Mátra, Tokaji-hegység Kárpátok: Selmecbánya, Körmöcbánya, Nagybánya, Beszetrcebánya, Verespatak

Lelőhely: Szarvaskő, Kőszegi-hegység Óceánközépi hátságok hidrotermás folyamatai

Hipergén ásványképződési környezet oxidációs-cementációs zóna Elsődleges érctelepek felszíni mállásával. A talajvízszint ingadozása hatására változik az ox-red zóna hatására ami másodlagos ércakkumulációt eredményez. Oxidációs zóna azurit, malachit, anglezit, cerusszitt Talajvízszint Redukciós zóna termésréz, kovellit, argentit, terésezüst Primer érc

Verespatak bányászat az ókorban... a cél......és ma...és a következmény