Äîêóìåíò âçÿò èç êýøà ïîèñêîâîé ìàøèíû. Àäðåñ îðèãèíàëüíîãî äîêóìåíòà : http://cryst.geol.msu.ru/courses/crchem/est_otb.pdf Äàòà èçìåíåíèÿ: Wed Sep 27 13:41:28 2006 Äàòà èíäåêñèðîâàíèÿ: Mon Oct 1 20:47:27 2012 Êîäèðîâêà: Windows-1251

NATURAL SELECTION OF MINERAL SPECIES
V. S. URUSOV It is known that the number of stable and abundant mineral species - natural chemical compounds - is extremely limited when compared to the number of possible synthetic compounds. The main reasons of such a phenomenon are shown to be the pronounced displacement of acid- base equilibria and the solid solutions formation. These events are of crystalo-chemical nature and can be described by means of simple models and rules. àÁ,ÂÒÚÌÓ, ~ÚÓ ~ËÒÎÓ ÛÒÚÓÈ~Ë,œi Ë ÓÒÚÚÓ~ÌÓ ÒÔ ÓÒÚ ÌÂÌÌœi ÏËÌ ÎåÌœi ,ËÓ, - Ô ËÓÌœi iËÏË~ÂÒÍËi ÒÓÂËÌÂÌËÈ ~ ÂÁ,œ~ÈÌÓ Ó,, ÌË~ÂÌÓ ÔÓ Ò ,ÌÂÌË Ò ,ÓÁÏÓÊÌœÏ ~ËÒÎÓÏ ÒËÌÚÂÚË~ÂÒÍËi ,ÂÂÒÚ,. éÒÌÓ,ÌœÂ Ô Ë~ËÌœ ÚÓ,,Ó ÙÂÌÓÏÂÌ ÁÍÎ~ÚÒfl , ÂÁÍÓÏ ÒÏÂÂÌËË ÓžÏÂÌÌœi ÍËÒÎÓÚÌÓ-ÓÒÌÓ,Ìœi ,ÌÓ,ÂÒËÈ Ë Óž ÁÓ,ÌËË Ú, œi ÒÚ,Ó Ó,. ùÚË fl,ÎÂÌËfl ËÏÂÚ Í ËÒÚÎÎÓiËÏË~ÂÒÍÛ Ô Ë ÓÛ Ë ÏÓ,,ÛÚ žœÚå ÓÔËÒÌœ Ò ÔÓÏÓå Ô ÓÒÚœi ÏÓÂÎÂÈ Ë Ô ,ËÎ.


Ç. ë. ìêìëéÇ
åÓÒÍÓ,ÒÍËÈ ,,ÓÒÛ ÒÚ,ÂÌÌœÈ ÛÌË, ÒËÚÂÚ ËÏ. å.Ç. ãÓÏÓÌÓÒÓ,

éÉêÄçàóÖççéëíú óàëãÄ åàçÖêÄãúçõï ÇàÑéÇ

50

¿ ì ÛÒÓ, Ç.ë., 1998

10 . 30 . ( ) 2 . , . , [1] 1987 , 3300 - , , . 50-60 , . : ? , ó , . , , - , , . 2 . -, . , , . 200 , - 500 ( ). , , , - . . , ,

ëéêéëéÇëäàâ éÅêÄáéÇÄíÖãúçõâ ÜìêçÄã, <4, 1998


, , 90 , . 175 , , 17 [2]. , 90 , : . , 0,5 , . , . , , , .
äêàëíÄããéïàåàóÖëäàÖ ëÇéâëíÇÄ ïàåàóÖëäàï ùãÖåÖçíéÇ

, , .. 1933 (. 1), [3, 4]. , ( . lithos - ) , ( ), , ( . chalkos - ) ,
I
1

(, , ), 18 , , ( . sideros - ), , , , - d- , , ( . atmos - ) - , N2 . , .. (. 2): , , , - . , . , (. 3): , 2+ Si4+ Cs+ 2+, (Au+, Hg2+, Tl+, Pb2+). . ,
I II III IV V VI VII ()
2

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

1 2

H
3 4 5 6 7 8 9

He
10

Li
11

Be
12

B
13

C
14

N
15

O
16

F
17

Ne
18

3 Na
19

Mg
20

Al
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Si
32

P
33

S
34

Cl
35

Ar
36

4

K
37

Ca
38

Sc
39

Ti
40

V
41

Cr
42

Mn
43

Fe
44

Co
45

Ni
46

Cu
47

Zn
48

Ga
49

Ge
50

As
51

Se
52

Br
53

Kr
54

5 Rb
55

Sr Ba
88

Y TR
89

Zr
72

Nb
73

Mo
74

Tc
75

Ru
76

Rh
77

Pd
78

Ag
79

Cd
80

In
81

Sn
82

Sb
83

Te
84

I
85

Xe
86

56 57-71

6 Cs
87

Hf
90

Ta
91

W
92

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

7 Fr

Ra

Ac

Th

Pa

U 1 2 3 4

. 1. : 1 - , 2 - , 3 - , 4 -

ìêìëéÇ Ç.ë. ÖëíÖëíÇÖççõâ éíÅéê åàçÖêÄãúçõï ÇàÑéÇ

51


Fr

70

Cs

60

Rb

50
K Ra

40
Kr Sr Xe Ba Ac

30
Na Cl He Ne H NF O Mg Si Al S

Ar Ca J Br Y Sc Te Sb Se As Ga Ge Zn Cu Ni Sn Zr Nb Mo Ag Tc Ru RhPd In Cd Ce Pr La Bi Pb Tl Hg Po Pa U Th

20


TR


Hf Ta

Au W Re Os Ir

10

Li

Ti P V Cr Mn Fe

Pt

Be B C

Co

0

10

20

30 1

40 2 3

50 4

60

70

80 90

. 2. : 1 - , 2 - , 3 - , 4 -

: (., , Li+- Mg2+-Sc3+-Zr4+), , La, , (.: Hf 4+-Zr4+, Nb5+-Ta5+, W6+-Mo6+), , (Ce3+-Lu3+) ( ). ( ) - (), ( ). , , , - . , , . , - () , . . 4, ,

, . , ( - ) , ( ) - (. . 4). (Si-Ge-As- Sb-Bi) . , , , (, ) - . ( - , - , 1, 2 3- ) ( ).
èêÄÇàãÄ ëåÖôÖçàü äàëãéíçé-éëçéÇçõï êÄÇçéÇÖëàâ, ÉÖéïàåàóÖëäéÖ êÄáÑÖãÖçàÖ ùãÖåÖçíéÇ à áÄèêÖôÖççõÖ åàçÖêÄãõ (êÄáêÖòÖççõÖ à áÄèêÖôÖççõÖ ëéóÖíÄçàü ùãÖåÖçíéÇ)

+ + (1)

:

52

ëéêéëéÇëäàâ éÅêÄáéÇÄíÖãúçõâ ÜìêçÄã, <4, 1998




I II III IV V VI VII VIII Ib IIb IIIb IVb Vb VIb VIIb H 1 Li Be B C N P O S F
- 0,035 1+ 0,186

VIIIb He
0 0,122

1 2 3 4 5 6 7
1+ 0,068 2+ 0,034 3+ (0,020) 4+ 0,020 4+ (0,015) 4- (0,260) 3+ 5+ 0,015 3- 0,148 2- 0,136

1- 0,133

Ne
0 0,160

Na K

1+ 0,098

Mg Ca Sr

2+ 0,074

Al Sc 3
+

3+ 0,057

Si

4+ 0,039

5+ 0,035 3- 0,186

2- 0,182 6+ (0,0129)

Cl

1- 0,181 7+ (0,026)

Ar
0 0,192

1+ 0,133

2+ 0,104

0,083

Ti 2

+ 0,078 3+ 0,069 4+ 0,064

V2

+ 0,072 3+ 0,067 4+ 0,061 5+ 0,040

C2r

+ 0,083 3+ 0,064 6+ 0,035

Mn0,078 Fe 2 2
+

3+ 0,070 4+ 0,052 7+ (0,046)

+ 0,080 3+ 0,067

Co N2i 2 0,078
+

+

3+ 0,064

0,074

Cu0,098 Z2n 1
+ +

2+ 0,080

0,083

Ga0,062 Ge0,065 As 3 2 3
+ +

4+ 0,044

+ 0,069 2- 0,193 5+ (0,047) 4+ 0,069 3- (0,119) 6- 0,035

Se Te

Br 1 I

- 0,196 7+ (0,039)

Kr
0 0,198

Rb Cs

1+ 0,149

2+ 0,120

Y

3+ 0,097

Zr

4+ 0,082

Nb Ta

4+ 0,067 5+ 0,066

Mo W

4+ 0,068 6+ 0,065

Tc Re
6+ 0,052

Ru

4+ 0,062

Rh Ir

3+ 0,075 4+ 0,065

Pd Pt

4+ 0,064

Ag Au

1+ 0,113

Cd Hg

2+ 0,099

In Tl

1+ 0,130 3+ 0,092

Sn

2+ 0,102 4+ 0,067

Sb Bi

3+ 0,090 5+ 0,062 3- 0,208

2- 0,211 4+ 0,089 6- (0,056)

1- 0,220 7+ (0,050)

Xe
0 0,218

Ba
2+ 0,138

La
3+ 0,104 4+ 0,090

Hf
4+ 0,082

Os
4+ 0,065

Pb
2+ 0,126 4+ 0,076

Po

At

Rn

1+ 0,165

5+ (0,052)

4+ 0,068 6+ 0,065

4+ 0,065

4+ 0,064

1+ 0,137

2+ 0,112

1+ 0,136 3+ 0,105

3+ 0,120 5+ (0,074) 3- 0,213

Fr

Ra

2+ 0,144

Ac

3+ 0,111

Ku

Ge

3+ 0,102 4+ 0,088

Pr

3+ 0,100

Nd

3+ 0,099

Pm

3+ (0,098)

Sm

3+ 0,097

Eu

3+ 0,097

Gd

3+ 0,094

Tb

3+ 0,089

Dy

3+ 0,088

Ho

3+ 0,086

Er

3+ 0,085

Tm

3+ 0,085

Yb

3+ 0,081

Lu

3+ 0,080

Th

3+ 0,108 4+ 0,095

Pa

3+ 0,106 4+ 0,091

U

3+ 0,104 4+ 0,089

Np

3+ 0,102 4+ 0,088

Pu

3+ 0,101 4+ 0,086

Am

3+ 0,100 4+ 0,085

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

. 3. ( .. .. )



I II III IV V VI VII VIII Ib IIb IIIb IVb Vb VIb VIIb H 2,2 Li 1,0 Na 0,9 K 0,8 Be 1,6 Mg 1,2 Ca 1,0 Sc 1,3 V Cr Mn Fe Ti II 1,5 III 1,6 II 1,6 II 1,6 II 1,8 IV 1,6 IV 1,7 III 1,7 III 1,7 III 1,9 V 1,9 VI 2,2 IV 1,9 VII 2,3 Zr Nb Mo Tc Ru II 1,4 III 1,6 IV 1,8 V 1,9 II 2,0 IV 1,5 V 1,8 VI 2,1 VII 2,2 IV 2,1 VI 2,2 Hf Ta W Re Os II 1,3 III 1,5 IV 1,8 V 1,9 II 2,0 IV 1,5 V 1,7 VI 2,1 VII 2,2 IV 2,1 VI 2,3 Co 1,9 2,0 Ni 1,9 2,0 Cu I 1,8 II 2,0 Zn 1,6 B 2,0 Al 1,6 Ga 1,7 C 2,6 Si 1,9 Ge 2,0 N 3,0 P 2,2 As 2,1 O 3,5 S 2,6 Se 2,5 F 4,0 Cl 3,1 Br 2,9

1 2 3

4

5

Rb 0,8

Sr 1,0

Y 1,2

Rh 2,0 2,1 2,2 Ir 2,1 2,2 2,3

Pd 2,1 2,2 2,3 Pt 2,1 2,2 2,3

Ag 1,9

Cd 1,7

In 1,8

Sb Sn II 1,8 III 1,9 IV 2,0 V 2,2 Pb Bi II 1,9 III 2,0 IV 2,1 V 2,2

Te 2,3

I 2,6

6

Cs 0,7

Ba 0,9

La 1,2

Au I 2,0 III 2,3

Hg 1,8

Tl I 1,4 III 1,9

Po 2,2

At 2,3

7

Fr 0,7

Ra 0,9

Ac 1,1

Pa U Np Th IV 1,3 IV 1,3 IV 1,4 IV 1,4 V 1,5 V 1,6 V 1,6 VI 1,8 VI 1,8

. 4.

ìêìëéÇ Ç.ë. ÖëíÖëíÇÖççõâ éíÅéê åàçÖêÄãúçõï ÇàÑéÇ

53


(H(1) < 0, (1) ), , . , (1), , .. UAX = - 332mzAzX /(rA + rX), (2) m - ( m = 2), zA zX - ( z+ , z-), rA rX - . / , , , . . H(1): H = (3) 1 1 1 1 = - 332 m z + z - --------------- + --------------- - --------------- - --------------- . rA + rY rB + rX rA + rX rB + rY H(1) < 0 , ( ) , , (, rA < rB rY < rX), - (). , , LiCl + NaF LiF + NaCl, (H = -11 /), (Li+, r = 0,70 Å, F-, r = 1,33 Å) (Na+, r = 1,00 Å, Cl-, r = 1,81 Å) . , NaCl, NaF . , - (2). , , , : Na2SO4 + MgCl2 2NaCl + MgSO4 ; H = -18 . MgSO4 , . -

. : ZnF2 + CaS ZnS + CaF2 ; H = - 46 . , , Zn2+ F-. ( ), , ZnS CaF2 . , ZnF2 , CaS . , (ZnS, = 0,9) (CaF2 , = 3,0) , ( ) (S) (Zn), (F) (Ca). : , - . , .. ( ), , . , , , , , (, ) . . SiS2 + MoO2 CaS + PbCO3 SiO2 + MoS2 ;


H = -101 , H = - 32 .

PbS + CaCO3 ;



( , ), (SiS2 MoO2), ( - , - ), .

54

ëéêéëéÇëäàâ éÅêÄáéÇÄíÖãúçõâ ÜìêçÄã, <4, 1998


, . , E=-

.
àáéåéêîçéÖ êÄëëÖüçàÖ à åÄëäàêéÇäÄ êÖÑäàï ïàåàóÖëäàï ùãÖåÖçíéÇ


i

m

Hi - k


i, j

m

( i - j ) ,
2

(4)

i - i- ( = 298 , = 1 ) , m - , i , j - , k - . (1) :

H(1) = - k [(A - Y)2 + (B - X)2 - (A - X)2 - (5) - (B - Y)2] = - k(B - A)(Y - X),
. (5) , A (A < B) Y (Y > X), , . , . , ( SiO2 MoS2 ). - . (, ) . , , , . (Mg2+, Fe2+, Al3+, Si4+) c [SiO4]4 - (, , ), (Na+, K+, Ca2+) - c [AlSi3O8]- ( , ). , , ,

, , , , [5, 6]. , , , , , . , (Å) Na+ (r = 0,95) Cu+ (r = 0,96), K+ (r = 1,33) Ag+ (r = 1,26), Ca2+ (r = 0,99) Hg2+ (r = 1,10) - (Na = 0,9, Cu = 1,9, K = 0,8, Ag = 1,9, Ca = 1,0, Hg = 1,9), , , - - . , , , , 15% (r / r 0,15), 0,4. , [6]. , , . , , , , , , , . - , , , , , . ( ), ( ), . , , , , , (, , ). , , , .

ìêìëéÇ Ç.ë. ÖëíÖëíÇÖççõâ éíÅéê åàçÖêÄãúçõï ÇàÑéÇ

55


: , . , , , (, , ). , , , , , CsAlSi2O6 . , + Cs+ (r / r = 20%) , + Rb+ (r / r = 10%), Cs+ . Be2+ (r = 0,31 Å), (, ) . . - (S-Se, r / r = 7%; S-Te, r / r = 19%). , , Te, 35 , Se, , Se.
àëäãûóÖçàü, äéíéêõÖ íéãúäé èéÑíÇÖêÜÑÄûí èêÄÇàãé

, , . , (, ). , , NH4Cl, (, ). . () [8] - ReS2 . - MoS2 - . , , , , , , , .
ãàíÖêÄíìêÄ
1. Fleischer M. Glossary of Mineral Species. Tucson: Mineral Record. Inc., 1987. 2. Yaroshevsky A.A., Bulakh A.G. In: Advanced Mineralogy / Ed. A.S. Marfunin. N.Y.: Springer, 1994. Vol. 1. P. 27-36. 3. .. . .: . ., 1979. 4. .. . .: , 1975. 5. .. . .: , 1977. 6. .. // . 1996. 11. . 54-60. 7. .. // . 1996. 5. C. 62-74. 8. Korzhinsky M.A., Tkachenko S.I., Shmulovich K.I. et al. // Monthly Nature. 1994. Vol. 2, 5. P. 77-78.

, , , . , . , . 25 114 , 500 , , [7]. , , . , . (, ) , , .

*** , , , - , , . . .. , . . .. . : , . 300 , . , .. .

56

ëéêéëéÇëäàâ éÅêÄáéÇÄíÖãúçõâ ÜìêçÄã, <4, 1998