Question

矿物的化学式及其表示方式

Answer 1

1.矿物化学式

矿物化学式是表示组成矿物各种成分的数量比，以及它们在晶格中的赋存状态、相互关系和晶体结构特征的表达形式。通常矿物化学式的表示方法有实验式和结构式两种。

实验式仅表示出矿物中各元素的种类及其原子数之比，如白云母的实验式即写成H₂KAl₃Si₃O₁₂，或者按元素的简单氧化物组合而写成K₂O·3Al₂O₃·6SiO₂·2H₂O的形式。

结构式(亦称晶体化学式)除表示出组成元素的种类及其原子数之比外，还能在一定程度上表示出原子在结构中的关系及其存在形式。例如白云母的结构式即写为KAl₂［(AlSi₃)O₁₀］(OH)₂。它是矿物学中普遍采用的方法，其书写规则和所代表的意义如下:

(1)基本原则是阳离子在前，阴离子在后，例如:石英SiO₂，黄铜矿CuFeS₂等。如果含有络阴离子时，则用方括号将其括起来，例如:方解石Ca［CO₃］，透辉石CaMg［Si₂O₆］。

(2)附加阴离子通常写在络阴离子之后，例如:氟磷灰石Ca₅［PO₄］₃F，滑石Mg₃［Si₄O₁₀］(OH)₂等。

(3)相互间成类质同象置换关系的元素，均写在同一个圆括号内，并按含量由高到低依序排列。例如:铁闪锌矿(Zn，Fe)S，普通辉石Ca(Mg，Fe²⁺，Fe³⁺，Al)［(Si，Al)₂O₆］等。

(4)矿物中的水分子则写在其他组分之后，并用圆点与其他组分相隔开。例如:石膏Ca［SO₄］·2H₂O。沸石水的含量以其上限值为准，如钠沸石Na₂［Al₂Si₃O₁₀］·2H₂O等。当水含量不确定时，则可用nH₂O或aq(“水”的拉丁文aqus的缩写)来表示，如蛋白石SiO₂·nH₂O或SiO₂·aq。

2.矿物化学式的计算

矿物的化学式是根据单矿物的定量化学全分析数据或电子探针微区分析结果经过计算得出的。前者一般允许误差≤1%之内，后者的理论误差为5%之内。但由此而得到的只是实验式，如果要写出矿物的结构式，还需要根据已有的晶体结构知识和晶体化学的原理，对矿物中各种元素的存在形式作出合理的判断，并按照电价平衡原则进行适当的分配。

表3－1和表3－2分别给出了矿物晶体化学式的具体计算过程的实例。

表3－1 某黄铜矿化学式计算实例

表3－2 某绿柱石化学式计算实例