광물학 2: 광물화학 2.4: 광물 내 접합 2.4.1: 광물 이온결합
출처 덱스터 퍼킨스 노스다코타 대학교 소스: EK 이페어케이 플러스
여기 표에는 지각에서 가장 흔한 양이온과 음이온이 나열되어 있습니다.
이들 원소는 대부분 우리가 지각과 맨틀의 구성을 고려할 때 이 장을 시작할 때 논의했던 것과 동일한 원소입니다.
공통 양이온, 음이온 및 음이온 그룹
monovalent
Na+ Cl – (NO3) –
K+ F– (OH)–
H+
divalent
Fe2+ O2- (SiO4)4-
Ca2+ (SO4)2-
Mg2+ (CO3)2-
(WO4)2-
다른 이온other ions
Al3+ (BO4)5-
Fe3+ (PO4)3-
Si4+
C4+
개별 원자가 서로 결합하여 광물을 형성한다고 생각하는 것은 간단해 보이지만, 실제로 원자는 다른 원자와 결합하지 않은 경우가 거의 없습니다.
단일 원자는 매우 반응성이 높습니다. 그들은 가능하면 다른 원자와 결합하여 분자와 종종 화합물을 형성하는 경향이 있습니다. 때때로 그들은 같은 원소의 다른 원자와 결합합니다.
예를 들어, 두 개의 질소 원자를 포함하는 분자로 구성된 N2가 지구의 대기를 지배합니다.
실리콘이나 탄소와 같이 몇 개의 원자가 전자를 가진 작은 원자는 특히 반응성이 있습니다.
그들은 혼자서는 거의 존재하지 않으며, 산소, 때로는 다른 원소와 쉽게 결합하여 분자 이온 또는 다원자 이온이라고도 불리는 강한 결합의 음이온 단위를 형성합니다.
분자 이온은 매우 강하게 결합하여 많은 광물에서 개별 음이온 단위처럼 행동합니다.
그래서 광물이 용해되면 (CO3)2-와 같은 분자 이온은 물에서 해리되지 않습니다.
표의 오른쪽 열에는 가장 일반적이고 중요한 음이온 그룹이 나열되어 있습니다.
위에서 아래로 질산염, 하이드록실, 실리케이트, 황산염, 탄산염, 텅스텐산염, 붕산염, 인산염 그룹이 있습니다.
앞 장에서 지적했듯이 우리는 일반적으로 음이온 또는 음이온 그룹을 가진 광물의 특성이 일반적으로 매우 유사하기 때문에 일반적으로 음이온 종을 기준으로 광물을 분류합니다.
그래서 우리는 존재하는 음이온 또는 음이온 그룹을 강조하기 위해 괄호가 있는 광물 공식을 종종 씁니다.
표에 나열된 모든 양이온 종은 음이온 또는 분자 음이온과 결합하여 다양한 이온 화합물의 긴 목록을 생성할 수 있습니다. 예를 들어, 이 모든 광물에는 Ca2+가 포함되어 있습니다:
lime CaO
fluorite CaF2
larnite Ca2SiO4
anhydrite CaSO4
calcite CaCO3
scheelite CaWO4
석회, 플루오르라이트, 라나이트, 무수물, 방해석 및 셸라이트는 각각 산화물, 할로겐화물, 실리케이트, 황산염, 탄산염 및 텅스텐산염 광물 그룹에 속합니다.
더 복잡한 수식을 가진 추가 Ca2+ 광물로는 비자라이트(CaCl2 ⋅)가 있습니다
2H2O), colemanite (Ca2B6O11 ⋅
5H2O), nitrocalcite (Ca(NO3)2 ⋅4H2O),
그리고 아파타이트(Ca5(PO4)3(OH)). 따라서 Ca2+는 위의 표에 나열된 음이온 종과 음이온 종 중 하나를 제외한 모든 종을 결합하여 광물을 만들 수 있습니다.
유일한 예외는 질산염(NO3)입니다. 그러나 노르웨이 솔트페터(Norway saltpeter)라고 불리는 합성 질산칼슘(CaNO3)은 때때로 산업용으로 제조됩니다.