О природе минералов 1 Введение

Рис. 1.6
Определение радиуса иона S
2-
. (а) Структура соединения NaCl — показаны атомные
центры, (б) Шестерная координация единичного атома, (в) Разрез через центральную часть
рис. (б) —показаны границы ионов.
оболочки. С увеличением заряда ядра в Zn, Cd и
Hg эта нестабильность исчезает.
Многие минералы, в частности породообра-
зующие силикаты, рассматриваются как ионные
кристаллы, и такая трактовка с большим успехом
объясняет их химический состав. В ионной моде-
ли тип образующейся структуры определяют два
главных фактора:
1) относительные размеры входящих в нее ио-
нов,
2) баланс зарядов между ионами.
«Размер» или радиус атома (иона) является
некоторой фиксированной величиной. Когда два
противоположно заряженных иона притягивают-
ся друг к другу, они сближаются до тех пор,
пока на некотором расстоянии силы отталкива-
ния между ними (возникающие или за счет ча-
стичного перекрытия соседних заряженных элек-
тронных облаков, или в результате отталкивания
ядер, чьи равные заряды недостаточно экрани-
рованы на этом расстоянии электронным обла-
ком) не уравновесятся силами притяжения, и тог-
да эти ионы остаются на определенном среднем
расстоянии друг от друга. Это расстояние наи-
большего сближения следует рассматривать как
сумму радиусов двух участвующих в данном про-
цессе ионов. Часть указанного промежутка между
ними, представляющая собой радиус одного ато-
ма, и часть, занимаемая радиусом другого, мож-
но определить с учетом межатомных расстояний
в чистых элементах (у которых радиус составля-
ет половину расстояния наибольшего сближения)
и межионных расстояний в соединениях. Если ра-
диус одного элемента в соединении известен, то по
расстоянию наибольшего сближения можно непо-
средственно определить радиус другого. Заметим,
что каждое новое определение расширяет область
возможных оценок. В.M. Гольдшмидт широко ис-
пользовал межатомные расстояния для пополне-
ния таблицы ионных радиусов, которая уже дол-
гое время применяется минералогами и кристал-
лографами. При построении своей таблицы Гольд-
шмидт в качестве исходных значений использовал
радиусы O
2-
= 0,132 нм и F
-
= 0,133 HM. Послед-
ние были установлены при допущении, что сбли-
жение анионов около меньшего из катионов огра-
ничивается силами отталкивания, возникающими
между анионами (т.е. заряженные электронные
облака реально соприкасаются) (рис. 1.6). Полинг
построил аналогичную таблицу, прибегнув к не
столь эмпирическому способу. Он проанализиро-
вал закономерности изменения размеров ионов в
изоэлектронных рядах, т. е. в рядах элементов с
одинаковыми остаточными электронными конфи-
гурациями, которые сформировались после отры-
ва валентных электронов (что соответствует ин-
тервалам в периодах элементов, не нарушенным
переходными рядами). Впоследствии в эти первые
таблицы был внесен ряд изменений, из которых
наиболее существенными оказались поправки, сде-

---