地球化學和地質化學-文庫吧資料
2025-01-14 16:05本頁面
【正文】 。 ?親鐵性是指元素在自然界以金屬狀態(tài)產出的一種傾向性。鐵起了“制動劑”作用，即所謂的“ 化學反應制動原理 ”。 ?陰離子－地球表層富集； ?地表： 陰離子 (O、 S、 F、 Cl等 )總摩爾數與陽離子總摩爾數大體相當或略有贏余； 地球總體：陰離子不足； 4. 元素豐度因素 ?根據熱力學原理 ， 元素參加化學反應的順序按反應生成自由能 (△ G)由大到小的順序進行 。 ?? ??? i ifii ifiR GnGnG )()( 0 ,0 ,0 反應物產物?元素親合性分類是在地殼 (地球 )元素豐度 和物理化學 條件下表現(xiàn)出來的 。根據硫化物生成自由能大小也可以判斷元素親硫性強弱 反應： FeS＋ Cu2O?FeO＋ Cu2S △ GoR=(△ Gof,FeO+△ Gof,Cu2S)－ (△ Gof,FeS+△ Gof,Cu2O) ＝ (－ － )－ (－ － ) ＝－ kJ/mol ? 說明銅比鐵親硫性強，鐵比銅親氧性更強。使用氧化物生成自由能可以判斷元素親氧性強弱。因此在 Sn、 Fe、 O、 S共存體系中 ， Sn具有明顯的親氧性， Fe具有的明顯親硫性。 ?如果反應 △ GoR是負值，按照體系總能量最低法則 ,標準狀態(tài)下反應由左向右正向進行體系最為穩(wěn)定。可用于判斷標準態(tài)時反應的方向?；瘜W反應： AX＋ BY?BX＋ AY，反應式左 ,右兩方哪個組合的出現(xiàn)取決于能量最低的一方。 ?當元素間以共價鍵形式相結合時，因 共價鍵有方向性和飽和性，元素的結合還會受到配位多面體形式的制約。 ?在判斷元素的地球化學親和性時，化學鍵性是第一位的控制因素。從左向右金屬 陽離子電負性增大，形成化合物時離子鍵成分減少，共價鍵成分增多，親氧性減弱，親硫性增強 。是制約元素親和性的主要因素。 具有 18或 18＋ 2外電子層結構，電負性較高 。 ?2. 與氧、硫結合的陽離子性質 ?只有能與硫結合形成高度共價鍵性的金屬才會顯示親硫 (銅 )傾向 ；只有能與氧以離子鍵為主結合的金屬才是親氧 (石 )元素； ?親氧元素： K、 Na、 Ca、 Mg、 Nb、 Ta、 Zr、 Hf、REE等。 R: 原子半徑 。 Y1:第一電子親和能 。 硫的電離能以及電負性小于氧，原子半徑大于氧，因此硫的外電子層與原子核的聯(lián)系較弱，導致 硫受極化的程度比氧大的多 。 元素的親氧性和親硫性 幾個基本概念： ?第一電離能 ：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子，轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量 ； ?電子親和能 :一個基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子所放出的能量； ?電負性 ：首先由萊納斯 元素地球化學親合性形成的內在原因可以從以下幾方面進行分析： ?地殼內氧和硫易獲得電子，以陰離子形式與其它元素結合。主要集中在大氣圈。 ? 親氣元素 (atmophile elements)：原子最外電子層具有 8個電子的穩(wěn)定結構。易熔于硅酸鹽熔體中， 與氧的親合力強，又稱為親氧元素 。主要分布在硫化物相中。 ? 親銅元素 (chalcophile elements)：離子的最外電子層具有 18個電子 (s2p6d10)的銅型結構。 戈爾德施密特 (V. M. Goldschmidt) ? 親鐵元素 (siderophile elements)：離子的最外電子層具有 8～ 18個電子的過渡型結構，易溶解在鐵熔體中。 ?元素形成陽離子的能力既與 元素本身性質 (結構 )有關，也與元素相互結合時 體系物理化學條件 (如化合反應的能量效應 )有關。形成一種競爭性環(huán)境 petitive situation. ?體系中元素豐度特征導致地球化學過程中陽離子之間對陰離子形成爭奪，即 元素間結合關系與元素形成陽離子的能力有關 。 元素地球化學親合性及其分類 元素地球化學親和性 affinity ?自然體系元素結合方式是陽離子與陰離子之間的結合。 ?2) 元素成組分類形成自然組合 ?按陰離子分類 , 地殼中只有含氧化合物 , 硫化物 ， 鹵化物 ， 自然元素類 ， 以及稀少的砷化物 ， 硒 ， 碲化物等類礦物； ?3) 與各種陰離子結合的陽離子組成特征各異的共生元素組合 ?Cu、 Pb、 Zn等主要形成硫化物； K、 Na、Ca、 Mg等主要形成硅酸鹽 (或氧化物 )， Nb、Ta、 Zr、 Hf、 REE等傾向于形成硅酸鹽 (或含氧鹽 )； Au、 Ag和 PGE元素等主要以單質和金屬互化物的形式存在； 礦 石 類 型 Cu Pb Zn Ag Co Se Te Mo Ni Mn 細脈浸染狀浸染狀 大脈狀 1974 427 178 52 60 128 91 52 116 224 255 117
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