Kinh Nghiệm về Khí oxi chiếm bao nhiêu Phần Trăm trong lớp vỏ trái đất Chi Tiết
Bạn đang tìm kiếm từ khóa Khí oxi chiếm bao nhiêu Phần Trăm trong lớp vỏ trái đất được Cập Nhật vào lúc : 2022-12-06 07:51:08 . Với phương châm chia sẻ Kinh Nghiệm Hướng dẫn trong nội dung bài viết một cách Chi Tiết 2022. Nếu sau khi tìm hiểu thêm Post vẫn ko hiểu thì hoàn toàn có thể lại phản hồi ở cuối bài để Ad lý giải và hướng dẫn lại nha.
Thành phần hóa học của vỏ Trái đất, Tinh thể
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản khá đầy đủ của tài liệu tại đây (795.79 KB, 14 trang )
1
Modul 2: Thành phần vật chất của vỏ Trái Đất
1. Thành phần hoá học của Trái Đất
Khoa học lúc bấy giờ mới chỉ biết được thành phần hoá học của vỏ Trái Đất ở độ
sâu thấp hơn 16km, còn thành phần hoá học của những lớp sâu hơn chỉ biết được qua dự
đoán . Nhà khoa học F. Clarke (1847 – 1931) từ thế kỷ trước đã tính toán nhờ vào số
liệu phân tích hàng nghìn mẫu đá và xác lập tỷ suất trung bình của những nguyên tố trong
vỏ Trái Đất. Để ghi nhớ công lao của Clarke, nhà địa hoá học Nga A. E. Fersman đã
đề xuất kiến nghị gọi hàm lượng trung bình của từng nguyên tố hoá học trong vỏ Trái Đất là chỉ
số Clarke, chúng thường được thể hiện bằng Phần Trăm trọng lượng.
Các nguyên tố phổ cập nhất trong vỏ Trái Đất là oxy, silic, nhôm, sắt, calci,
natri, kali, magnesi (magie), hydro (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H), chúng chiếm
gần 99% theo chỉ số Clarke trọng lượng. Riêng oxy và silic chiếm tới 3/4 cấu trúc vỏ
Trái Đất. Nếu tính theo thể tích thì 84,24% vỏ Trái Đất được cấu trúc từ oxy. Ngoài
những nguyên tố kể trên những nguyên tố còn sót lại chiếm tỷ suất rất nhỏ, đặc biệt quan trọng những nguyên
tố hiếm như radi, niobi v.v thì lại sở hữu tỷ suất càng bé (Bảng 1). Phần lớn những nguyên tố
đều bị hỗn hợp của những đồng vị, chỉ có 22 nguyên tố là không còn đồng vị, trong số đó có
fluor, natri, phosphor, mangan, vàng (F, Na, P, Mn, Au) v.v
Người ta nhận định rằng khi xuống sâu trong tâm đất, thành phần hoá học của Trái
Đất thay đổi, hàm lượng của những nguyên tố nặng như sắt, crom, kền, cobalt sẽ tăng
cao. Trong manti của Trái Đất do áp suất cao (1,4 triệu atm.) nên vỏ nguyên tử bị
phá vỡ và vật chất chuyển sang trạng thái bị sắt kẽm kim loại hoá. Điều này dẫn đến hiện
tượng giảm thể tích và tăng tỷ trọng của vật chất. Từ độ sâu 40 – 60km vật chất từ
trạng thái kết tinh chuyển sang trạng thái vô định hình, dạng thuỷ tinh.
Thành phần hoá học của vỏ Trái Đất không cố định và thắt chặt mà thay đổi theo thời hạn. Sự
thay đổi đó hoàn toàn có thể do sự rơi của thiên thạch và những vật thể vũ trụ khác, sự phát tán những
khí nhẹ (hydro, heli v.v ) tại tầng trên của khí quyển vào vũ trụ. Sự thay đổi thành phần
hoá học của Trái Đất cũng còn do quy trình phóng xạ, những nguyên tố phóng xạ sẽ
chuyển thành những nguyên tố bền vững như urani và thori chuyển thành chì v.v . Tỷ lệ
chất đồng vị cũng thay đổi do chúng có chu kỳ luân hồi bán huỷ rất khác nhau, ví dụ U
238
có chu
kỳ bán huỷ là 4,5.10
9
năm, U
235
7,10
8
năm. Như vậy trước kia 700 triệu năm U
235
gấp hai lúc bấy giờ, còn cách đó 2 tỷ năm lượng U
235
gấp đến 6 lần so với lúc bấy giờ.
2
Bảng 1. Trị số Clarke trọng lượng của một số trong những nguyên tố trong vỏ Trái Đất
Nguyên tố
Trị số
Clarke
Nguyên tố
Trị số
Clarke
Nguyên tố
Trị số
Clarke
Oxy – O 49,3 Fluor – F 0,03 Arsen – As 5. 10
– 4
Silic – Si 26,0 Bari – Ba 0,05 Urani – U 4. 10
– 4
Nitrogen (Nitơ)
–
N
0,4 Argon – Ar 4. 10
– 4
Nhôm – Al 7,45 Stronti – Sr 0,035 Thuỷ ngân – Hg
10
– 4
Sắt – Fe 4,20 Crom – Cr 0,03 Iod – I 10
– 4
Calci – Ca 3,25 Zircon – Zr 0,025 Germani – Ge 10
– 4
Natri – Na 2,4 Vanadi – V 0,02 Selen – Se 8. 10
– 5
Kali – K 2,35 Nikel (Kền) – Ni 0,02 Antimon – Sb 5. 10
– 5
Magnesi – Mg 2,35 Kẽm – Zn 0,02 Niobi – Nb 3,2. 10
– 5
Bor – B 0,01 Tantal – Ta 2,4. 10
– 5
Hydro – H 1 Đồng – Cu 0,01 Bạch kim – Pt 2. 10
– 5
Titan – Ti 0,61 Bismut – Bi 10
– 5
Carbon – C 0,35 Thiếc – Sn 0,003 Bạc – Ag 10
– 5
Clor – Cl 0,20 Wonfram – W 0,007 Indi – In 10
– 5
Phosphor – P 0,12 Beryli – Be 0,003
Lưu huỳnh – S 0,10 Cobalt – Co 0,002
Mangan – Mn 0,10 Chì – Pb 0,0016
Molybden – Mo 0,001
Brom – Br 0,001
Thori – Th 0,001
(Nguyễn Văn Chiển 1967)
Thành phần của thạch quyển, thuỷ quyển, khí quyển thay đổi tuỳ thuộc vào tác
động tương hỗ với manti, quy trình sinh hoá cũng tác động biến hóa hàm lượng nhiều
nguyên tố trong vỏ Trái Đất và khí quyển, trước hết là oxy, carbon, nitrogen (nitơ).
2. Khái niệm cơ bản về tinh thể học
Trước đây, thuật ngữ “tinh thể” dành riêng cho những khoáng vật có dạng những đa diện.
Các hình khối này gồm có những mặt phẳng gọi là mặt tinh thể học. Ngay từ thời gian cuối thế kỷ
18, Hauy đã nhận được định rằng hình thái đều đặn này chỉ là hệ quả của vật chất sắp xếp một cách
tuần hoàn. Đầu thế kỷ 20, Von Laue và Bragg đã vận dụng những phương pháp nhiễu xạ tia
X vào việc nghiên cứu và phân tích sự phân loại những nguyên tử trong tinh thể.
Sự sắp xếp ba chiều tuần hoàn của những nguyên tử, những ion và những tập hợp phức tạp
hơn hoàn toàn có thể coi như sự trùng hợp của một mẫu hình
*
đặc biệt quan trọng theo ba chiều không khí.
2.1. Hình đơn
Mặt tinh thể có vị trí được xác lập bằng hệ trục toạ độ xyz (H.1). Hướng của
một mặt tinh thể (tức là mặt đặc biệt quan trọng dày đặc nguyên tử) hoàn toàn có thể xác lập bằng ba
*
Mẫu hình (motif) gồm một hay nhiều nguyên tử phân loại theo một trật tự nhất định; mẫu hình thường tương
ứng với một ô mạng (xem mục 2.1.2 và 2.2.3).
3
điểm nằm trên Ox, Oy, Oz và đặc trưng lần lượt bằng những đoạn tại gốc toạ độ a/h,
b/k và c/l, hkl là ba số nguyên thường nhỏ hơn 10. Theo quy định Miller, h, k, l là
ba số nguyên nhỏ nhất hoàn toàn có thể; chúng nằm trong ngoặc đơn: (hkl) và là ký hiệu của
mặt tinh thể. Nếu đặt a/h-1/2;b/k=1/2; c/l=1/2, mặt đã cho có ký hiệu (222), sau khi
tối giản thành những số nguyên nhỏ nhất hoàn toàn có thể, ký hiệu sẽ là (111) (H. 2).
Ví dụ, những mặt của một hình lập phương được ký hiệu lần lượt là (100), (010),
(001), (100), (010) và (001) (H. 3).
Khi một tinh thể cắt một trục ở đầu âm thì chỉ số tương ứng sẽ mang nét ngang
trên đầu. Những mặt rất khác nhau này suy ra từ một mặt cho trước nhờ những phép đối
xứng cho ta một hình đơn, ký hiệu là 100.
A
B
C
O
x
y
z
a
b
c
Hình 1.
Hệ trục tọa độ trong tinh thể
A
B
C
x
y
z
A’
B’
C’
a
/
2
b/
c
/
2
Hình 2
Ký hiệu của mặt tinh thể trong hệ trục tọa độ
x.y.z
Z
Y
X
Z
Y
X
Z
Y
X
Z
Y
X
Z
Y
X
(100)
(110)
(100)
(111)
(200)
Hình 3.
Ký hiệu của những mặt thuộc một hình lập phương
4
Dạng ngoài của một tinh thể luôn thể hiện một sự đối xứng riêng, nó gồm có những mặt
hkl do mặt (hkl) lặp lại nhiều lần bằng những phép đối xứng. Trong hệ lập phương mặt
(111) tự lặp lại tám lần và cho một hình tám mặt 111; mặt (221) lặp lại ba lần trên mỗi
đỉnh, tức là 24 lần trên tám đỉnh của hình lập phương, đó là hình tám mặt ba tam giác
(24 mặt) (H. 4).
Mỗi khoáng vật có một hay nhiều dạng thường gặp hay dạng quen, ví dụ calcit chủ
yếu có dạng hình mặt thoi, còn thạch anh có dạng lăng trụ và tháp ở hai đầu. Trong đá
it khi gặp những khoáng vật có dạng ngoài đều đặn; chỉ khoáng vật hình thành thứ nhất
trong dung nham mới có Đk để tinh thể tăng trưởng cân đối (ví dụ, tinh thể thạch
anh trong ryolit).
(221)
(111)
Hình 4.
Các loại mặt trong khối lập phương
a
X
b
Y
Nót
Hình 5.
Mặt mạng xy, được xác lập bằng
tiến trình tịnh tiến a, b và góc .
2.2. Ô mạng, mạng tinh thể và hệ tinh thể
Ô mạng và mạng tinh thể
Trong một tinh thể, nếu qua những nguyên tử (ion, tập hợp) tương đương ta vạch
những đường thẳng, ta sẽ có được một mạng ba chiều vô tận; gọi là mạng (tinh thể). Có thể
nhận thấy rằng đó là kết quả của yếu tố lặp lại của một mẫu hình bằng phép tịnh tiến
theo ba chiều không khí. Mỗi mẫu hình tương ứng với một ô mạng. Khi ô mạng
được xây dựng trên ba vectơ
*
c,b,a ngắn nhất và cùng nhau tạo những góc , ,
gần 90
0
nhất, thì nó sẽ mang tên là ô cơ sở (H.5).
Gọi nút mạng là yếu tố gặp nhau của ba trục a, b, c : ở đây có một nguyên tử (một
ion hay một tập hợp nguyên tử), ta thấy ô cơ sở chỉ chứa một nút mạng, những nút mạng
tại những đỉnh khác của ô mạng đều thuộc những ô cơ sở kề bên. Người ta có những ô mạng
cơ sở sau: Ô mạng lập phương; Ô mạng bốn phương; Ô mạng sáu phương; Ô mạng ba
phương; Ô mạng trực thoi; Ô mạng một nghiêng; Ô mạng ba nghiêng (H.7).
*
Ba vectơ
cba ,, còn gọi là ba bước tịnh tiến của những trục tọa độ.
5
Người ta gọi P (nguyên thủy) là ô
cơ sở có những nút mạng tại đỉnh, C
(tâm đáy) là ô cơ sở chứa thêm nút
mạng tại tâm những mặt trên và dưới F
(tâm mặt) là ô cơ sở chứa thêm những
nút mạng ở tâm của toàn bộ những mặt
(H.6) và sau chót I (tâm khối) có
thêm nút mạng tại tâm của ô mạng.
14 ô cơ sở (H.7) tiêu biểu vượt trội cho 14 loại
mạng tinh thể. Mỗi ô này lặp lại bằng
tiến trình tịnh tiến của mạng để choán
hết không khí của mỗi loại mạng
Cl
Na
–
+
Hình 6.
Ô mạng của cấu trúc tinh thể halit (NaCl). Các ion
Cl
–
phân loại tại những nút của ô mạng lập phương tâm
mặt F (những ion Na
+
cũng vậy). Mỗi ion Na
+
có 6 ion
Cl
–
sớm nhất vây quanh (Na
+
có số phối trí 6) tạo
thành hình phối trí bát diện
6
– Bảy hệ tinh thể
14 ô mạng cơ sở (Bảng 2) phân
phân thành 7 hệ tinh thể
*
. Trên
bảng 2 liệt kê những hệ tinh thể, mỗi
hệ có những tổng hợp yếu tố đối
xứng đặc trưng. Hệ lập phương có
tổng hợp đối xứng cao nhất (13 trục,
9 mặt và tâm) trong lúc hệ ba
nghiêng chỉ có một tâm đối xứng.
– Các yếu tố đối xứng (H.8; 9)
P I F
P I
P C I F
P C P
R P
C¸c « m¹ng cña hÖ lËp ph¬ng
C¸c « m¹ng cña hÖ bèn ph¬ng
C¸c « m¹ng
cña hÖ trùc thoi
Hai « m¹ng cña hÖ mét
nghiªng vµ mét « m¹ng
cña hÖ ba nghiªng
(bªn ph¶i)
Mét « m¹ng cña hÖ ba ph¬ng
(bªn tr¸i) vµ mét « m¹ng chung
cña hÖ ba ph¬ng vµ s¸u ph¬ng
Hình 7.
Mười bốn ô mạng Bravais
Để mô tả tính đối xứng, mức độ đối xứng của tinh thể người ta dùng những yếu tố đối
xứng. Đó là một điểm, một mặt phẳng hay một đường thẳng mà qua nó (riêng với điểm
hoặc mặt) hoặc quanh nó (riêng với đường) những thành phần bằng nhau lặp lại theo một quy
luật. Tâm đối xứng, ký hiệu C, là một điểm mà một đường thẳng bất kỳ qua nó bao giờ
cũng cắt hình ở hai điểm cách đều ở hai bên nó. Một đa diện có tâm C khi một mặt bất
kỳ của đa diện có một mặt tương xứng nằm ở vị trí phía xuyên tâm, tuy nhiên tuy nhiên, bằng nhau và
trái chiều riêng với nhau (H.8 a, b, c). Mặt đối xứng P chia hình làm hai phần bằng nhau
và mỗi phần như ảnh của phần kia qua mặt gương P (H.8e).
Trục đối xứng Ln (với n là một số trong những nguyên) hay trục xoay (H.9) là một đường thẳng
khi xoay quanh nó những phần bằng nhau của hình được lặp lại một cách đều đặn. Khi
quay hình quanh trục đủ một vòng (360
0
) bao giờ hình cũng chiếm những vị trí tương tự
*
Người ta phân biệt ô cơ sở của những hệ rất khác nhau bằng tương quan độ lớn những cạnh a, b, c và những góc
,, cũng như số góc vuông của ô.
Hệ ba nghiêng: 90
o
Hệ một nghiêng: = = 90
o
a b c
Hệ trực thoi: = = = 90
o
Hệ ba phương : = = 90
O
; a = b c, = 120
o
; = = 90
O
;
a = b = c
Hệ sáu phương: = = 90
o
;
a = b c; = 120
o
Hệ bốn phương: = = = 90
o
; a = b c
Hệ lập phương: = = = 90
o
; a = b = c
Điều này liên quan đến đối xứng của tinh thể.
7
v trớ u tiờn mt s nguyờn n ln; n c gi l bc ca trc; nu gi gúc ny l thỡ ta
cú: = 360
0
: n.
Bng 2.
By h tinh th
H tinh th Trc i xng Mt i xng Tõm i xng
Ba nghiờng L
1
C
Mt nghiờng L
2
P C
Trc Thoi L
2
; L
2
‘ ; L
2
” P ; P’ ; P” C
Bn phng L
4
; 2L
2
‘ ; 2L
2
” P ; 2P’ ;2P” C
Sỏu phng L
6
; 3L
2
‘ ; 3L
2
” P ; 3P’ ; 3P” C
Ba phng L
3
; 3L
2
‘ 3P’ C
Lp phng 3L
4
; 4L
3
; 6L
2
‘ 3P ; 6P’ C
M
N
a
b
c
e
g
A B
C
D
P2
P1
A
B
C
D
E
Q.
Một số hình có tâm đối xứng (a, b, c) và không còn tâm đối xứng (d)
Hình chữ nhật ABCD có 2 mặt phẳng đối xứng P1 và P2
AQ không phải là mặt đối xứng
C
Hỡnh8.
Tõm i xng C v mt phng i xng P
Cỏc yu t i xng ca mt a din tinh th u i qua tõm ca nú, chỳng liờn quan
vi nhau, mi yu t i xng cú tỏc dng lm cho cỏc yu t i xng cũn li trựng li
vi chớnh nú hay vi nhng yu t i xng cựng loi.
Riờng trc bc hai v mt phng i xng cú th tn ti thnh nhiu loi trong
mt a din tinh th. Chng hn, 3 trc bc hai, hay 3 mt i xng trong h trc thoi
l thuc cỏc loi khỏc nhau: L
2
, L
2
, L
2
v P, P, P. Trc (hay mt) loi ny khụng
th trựng vi trc (hay mt) loi kia.
L
2
L
3
L
4
L
6
L
8
Hỡnh 9.
8
Một số hình có trục đối xứng (vuông góc với mặt hình vẽ)
Đọc thêm
2.3. Các dạng link trong tinh thể
Vật rắn kết tinh theo bộ sưu tập hình lặp lại trong không khí; mẫu hình nó lại từ
những ion, nguyên tử hay phân tử kết tụ lại bằng mối link nhiều chủng loại mạnh yếu
rất khác nhau. Trong thể vô định hình, những tập hợp nguyên tử không phân loại tuần hoàn
như vậy.
Trong một chất với dạng link ion, những ion đã có được là vì sự chuyển dời điện
tử từ nguyên tử này sang nguyên tử khác. Ví dụ, trong sự phối hợp của Na và Cl:
Na Na
+
+ e
và Cl + e
Cl
(H.10)
Theo Pauling, một nguyên tử có khuynh hướng thu nhận điện tử thì gọi là
nguyên tử điện tích âm (mang điện âm). Cl là nguyên tử điện tích âm, một anion và
mang dấu âm (-) Na gọi là nguyên tử điện tích dương, một cation mang dấu dương
(+).
Cl
–
Na
+
Na =1s 2s 2p
+ 2 2 6
Cl =1s. 2s 2p 3s 3p
– 2 2 6 2 6
B¸n kÝnh ion 1.81 A
o
B¸n kÝnh ion 0.80 A
o
Hình 10.
Cấu hình điện tử của ion Na
+
và Cl
–
.
Hình 11.
Sơ đồ tỷ suất điện tử của NaCl. Ion Na
+
có
kích thước nhỏ hơn.
Hình 12.
Cấu trúc tinh thể kim cương (C phối trí 4)
Hình 13.
Cấu trúc tinh thể graphit (C phối trí 3)
9
– Tinh thể với dạng link khí trơ (H.14a)
Lấy ví dụ tinh thể argon (trong suốt và nóng chảy ở 84
o
K) là tính thể đơn thuần và giản dị
nhất, có lớp ngoài cùng khá đầy đủ điện tử; những nguyên tử này xếp chặt theo luật xếp cầu
lập phương để tạo thành tinh thể . Mối link này rất yếu và đã có được là vì những lực
Van der Waals liên quan với việc dịch chuyển về phân loại điện tử, khác đi chút ít so với việc
phân loại trong những nguyên tử tự do.
– Tinh thể với dạng link ion (H.14b)
Bằng phương pháp nhiễu xạ tia X hoàn toàn có thể xác nhận NaCl do những ion tập hợp thành.
Mật độ điện tử của tinh thể này đã cho toàn bộ chúng ta biết có hai nhóm cầu với hai số lượng điện tử đặc
trưng: 10 của Na
+
và 16 của Cl
–
(H.11). Sự link của cấu trúc bằng lực hút tĩnh điện
khiến những ion trái dấu (Na
+
và Cl
–
) tiếp cận nhau. Lúc này còn có sự giao nhau Một trong những quỹ
đạo điện tử riêng của hai ion và xuất hiện lực đẩy. Cấu trúc này trở nên bền vững khi
tổng hợp những lực đối nhau bằng 0.
Năng lượng thiết yếu để tách một điện tử khỏi một nguyên tử hay một ion gọi là
nguồn tích điện ion hóa và đo bằng electron-von (eV). trái lại, nguồn tích điện toả ra khi
một điện tử cố định và thắt chặt vào một trong những nguyên tử hay một ion thì gọi là ái lực điện tử và cũng
thể hiện bằng eV. Trong tinh thể ion, một ion link với mọi ion trái dấu. Do có những
mối link này nên nguồn tích điện thiết yếu để một tinh thể ion bay hơi hết là rất rộng.
Tinh thể loại này thường rắn và dễ vỡ.
– Tinh thể với dạng link đồng hóa trị (H.14d)
Các nguyên tử trong tinh thể loại này link nhau bằng những đôi điện tử. Trong tinh
thể kim cương, mỗi nguyên tử carbon (có lớp điện tử ngoài cùng gồm 4 điện tử) liên
kết với 4 nguyên tử gần kề ở đỉnh một tứ diện. Lớp điện tử ngoài cùng của một
nguyên tử lúc này sẽ bão hòa với 8
10
điện tử. Trong trường sắt kẽm kim loại tổng hợp cương
(H.12) mọi nguyên tử C link với
nhau theo cả ba chiều không khí,
trong lúc ở trường hợp graphit (H.13),
mỗi nguyên tử C chỉ link với 3
nguyên tử sớm nhất cùng mặt phẳng.
Tinh thể được tạo ra từ những lớp,
nguyên tử C khác lớp link nhau
bằng lực hút dạng Van der Waals.
Đồng hóa trị là dạng link định
hướng, đấy là link nguồn tích điện lớn
hoàn toàn có thể so sánh với nguồn tích điện của liên
kết ion. Nó thuộc những chất rất rắn và
không biến dạng được.
Cl
–
Na
+
Na
+
N a
+
N a
+
Cl
–
Cl
–
Cl
–
Cl
–
A A
A A
A
A
A
Na
+
Na
+
Na
+
Na
+
Na
+
C
C
C
a b
c d
Hình24.
Các link trong tinh thể: a) những nguyên tử
argon link yếu bằng lực Van der Waals;
b) những ion trái dấu link bằng lực hút tĩnh
điện trong clorur natri; c) những ion dương của
sắt kẽm kim loại natri chìm trong đám mây điện
tử ; d) sự giao hòa Một trong những đám mây điện tử
carbon trung hòa.
– Tinh thể với dạng link sắt kẽm kim loại (H.14c).
Tinh thể sắt kẽm kim loại được cấu trúc từ một tập hợp những ion dương chìm ngập
trong một đám mây điện tử tự do không gắn riêng với nguyên tử nào. Đây
không phải là những link khuynh hướng.
– Các mối link cùng tồn tại trong một cấu trúc tinh thể
Chất phân tử mà chỉ chứa một dạng link là trường hợp ngoại lệ. Các nguyên tử
rất khác nhau của loại cấu trúc này tập hợp nhau bằng những link khác loại. Như thế,
cần làm rõ vai trò của mỗi loại link trong một cấu trúc tinh thể. Người ta đã xác lập
tỷ suất Phần Trăm giữa link ion và link hóa trị, những link hóa học chính yếu
có trong tự nhiên, bằng phương pháp đưa vào sử dụng giá trị điện âm. Khái niệm này đã cho toàn bộ chúng ta biết
khuynh hướng thu nạp của một nguyên tử riêng với điện tử khi nó link trong một
hợp chất.
Nếu hai nguyên tố có mức giá trị điện âm rất rất khác nhau, tức là nguyên tố này rất dễ dàng
mất một điện tử, nguyên tố kia dễ thu điện tử ấy, thì link này là dạng ion. Còn nếu
nguyên tố có hai khuynh hướng (thu và mất điện tử) như nhau thì những nguyên tố này
sẽ dùng chung điện tử và mối link có dạng cộng hóa trị. Ta lấy Si và O là hai
nguyên tố phổ cập làm ví dụ. Giá trị điện âm của chúng chênh lệch khoảng chừng 1,7
11
(Bảng 3.), thì mối link Si-O sẽ là 50% ion và 50% đồng hóa trị (H.15) trong SiO
2
.
Dạng link phức tạp này còn có ý nghĩa số 1 trong nghiên cứu và phân tích thạch học.
Bảng 3. Giá trị điện âm (eV) một số trong những nguyên tố
C
2,5
O
3,5
Na
0,9
Mg
1,2
Al
1,5
Si
1,8
S
2,5
K
0,8
Ca
1,0
Fe
1,6
Cu
1,9
0 1 2 3
Hình25.
Tỷ lệ Phần Trăm của link ion phụ
thuộc vào độ chênh lệch giá trị điện âm.
Pauling đã nhận được xét rằng giữa hai nguyên tố có một mối liên quan giữa sự chênh
lệch về giá trị điện âm và bản chất dạng link của chúng (ion hay đồng hóa trị). Khi
độ chênh lệch thấp thì mối link ngả về đồng hóa trị; ngược lại, khi nó tăng dần thì
link có điểm lưu ý ion mạnh. (xem đường cong ở Hình25). Trong một khoáng vật
mọi mối link không giống hệt như nhau và trong lúc một số trong những link hoàn toàn có thể bị phá
bỏ thì một số trong những khác lại được bảo tồn.
2.4. Bán kính nguyên tử và ion
– Số phối trí
Trong vật rắn, cation vây quanh anion và ngược lại. Mỗi ion có Xu thế thu
hút số lớn số 1 những ion trái dấu quanh nó. Số ion trái dấu sớm nhất vay quanh một
ion gọi là số phối trí của nó. Nó sẽ như nhau riêng với anion và cation nếu chúng cùng
có số lượng như nhau trong tinh thể (ví dụ ở NaCl); nó sẽ rất khác nhau nếu số lượng
ion dương và âm rất khác nhau (ví dụ ở CaCl
2
). Số phối trí liên quan tới kích thước
tương đối của những ion.
– Bán kính nguyên tử
Có thể đo khoảng chừng cách giữa hai nguyên tử (hay hai ion) bằng phương pháp
nhiễu xạ tia X với độ đúng chuẩn cao. Những giá trị nhận được tùy từng cấu
trúc tinh thể mà nguyên tử hay ion này tham gia. Bán kính nguyên tử của sắt kẽm kim loại
Na bằng một nửa khoảng chừng cách Na – Na, tức là một trong,86 Å. Bán kính của F trong fluor
khí bằng 0,72 Å. Nếu dùng những giá trị này người ta sẽ nhận được 2,58 Å cho giá trị
khoảng chừng cách nguyên tử trong NaF. Trong khi đó, bằng nhiễu xạ tia X người ta đo
được 2,32 Å. Nếu ta lấy bán kính những ion với vỏ ngoài bão hoà điện tử (với hình
thái vỏ điện tử của khí trơ, xem bảng sau), ta sẽ nhận được:
50
100
Độ chênh lệch
giá trị điện âm
12
r
Na
+ + r
F
– = 0,98 + 1,33 = 2,31 Å rất gần với giá trị vừa có (r là bán kính).
Người ta gọi bán kính chuẩn của một ion là bán kính của nguyên tố tương ứng
trong thông số kỹ thuật điện tử của khí hiếm.
Bảng 4. Bán kính chuẩn của một số trong những ion ở hình thái vỏ điện tử của khí hiếm
Nguyên tử Na K Cs Mg Ca Ti Al Si O F Cl
Bán kính Å 0,98 1,33 1,67 0,65 0,94 0,60 0,45 0,38 1,46 1,33 1,81
– Bán kính ion và link ion
Bán kính cho ta một ý niệm đúng đắn về kích thước của ion trong tinh thể ion.
Hơn nữa, hoàn toàn có thể lý giải khoảng chừng cách D Một trong những ion, lưu ý số phối trí. Ta có: D =
R
C
+ R
A
+
n
(R
C
là bán kính của cation, R
A
là bán kính của anion và
n
hiệu chỉnh liên quan số phối
trí).
Bảng 5. Hiệu chỉnh
n
cho khoảng chừng cách nguyên tử
Số phối trí 1 2 3 4 5 6 7 8
Hiệu chỉnh
n
, Å
– 0,50
– 0,31
– 0,19
– 0,11
– 0,05
0
+
0,04
+
0,08
2.5. Các quy tắc thực nghiệm Pauling
Các quy tắc thực nghiệm Pauling đã được xác lập cho những tính thể ion và được
vận dụng cho số lớn khoáng vật như sau.
– Đa diện phối trí. Trong một khoáng vật anion tập hợp quanh cation theo
phương thức hình học ổn định, tạo ra đa diện phối trí (H.16). Một tam giác, khi ba
anion vây quanh cation nằm trong một mặt phẳng; ví dụ [CO
3
]
2-
,
– Một tứ diện, khi ba anion nằm cùng mặt phẳng, anion thứ tư ở ngoài mặt
phẳng; ví dụ [SiO
4
]
4
– Một bát diện, nếu 4 anion nằm cùng một mặt phẳng, 2 anion nằm hai phía của
mặt phẳng; ví dụ Na
+
Cl
–
.
– Một lập phương; ví dụ Cs
+
Cl
–
.
Trong một đa diện phối trí, khoảng chừng ngắn nhất phân cách nhân anion với
nhân cation thì bằng tổng bán kính những ion. Người ta ngầm hiểu ion có dạng
cầu.
13
– Tập hợp đa diện phối trí. Trong một tinh thể, những đa diện phối trí thường tập
phù thích hợp với nhau. ở trường hợp tứ diện (H.17), chúng không tập hợp bằng một mặt
chung (c), ít khi bằng một cạnh chung (b) mà thường qua đỉnh chung (a).
Nếu chúng xuất hiện chung, thì khoảng chừng
cách Một trong những cation TT của hai đa
diện kề nhau sẽ ngắn lại khoảng chừng cách từ
cation đến anion trong cùng đa diện. Từ đó
có một lực đẩy, nó càng mạnh nếu cation
TT có hóa trị càng lớn và số anion
vây quanh cation càng nhỏ. Đa diện phối trí
tứ diện của Si rất thường gặp trong tự nhiên,
chúng thường tập hợp qua đỉnh chung, chứ
không bằng cạnh chung hay mặt chung.
a
b
c
Hình27.
Các tập hợp tứ diện
[CO ]
3
2-
[SiO ]
4
4-
Na Cl
+ –
Cs Cl
+ –
0,155
0,225
0,414
0,732
1,000
3
4
6
8
GÝa trÞ tíi h¹n
r C
+
r A
–
Sè
phèi
trÝ
Hình26.
Các đa diện phối trí tùy từng tỷ suất bán kính ion
(r) giữa cation (C
+
) và anion (Å)
– Bản chất ion phối trí. Trong một đa diện phối trí nhất định, ion bản chất khác
nhau thường có số lượng nhỏ. Ví dụ, vây quanh một cation Si
4+
thường là 4 anion
oxy, chứ không phải là 2 oxy, 1 fluor và một nhóm hydroxyl. Người ta cũng nhận
thấy lớp silicat chỉ chứa chừng một tá nguyên tố hóa học, một khoáng vật chỉ chứa
trung bình 5 hay 6 nguyên tố.
14
Phụ lục
Hình 18. Một số hệ tinh thể
Hình 19. Tinh thể khoáng vật Almadin Hình 20. Tinh thể khoáng vật Analcim
Hình 21. Tinh thể khoáng vật pyrit Hình 22. Tinh thể calcite
Reply
5
0
Chia sẻ
Share Link Cập nhật Khí oxi chiếm bao nhiêu Phần Trăm trong lớp vỏ trái đất miễn phí
Bạn vừa tìm hiểu thêm Post Với Một số hướng dẫn một cách rõ ràng hơn về Clip Khí oxi chiếm bao nhiêu Phần Trăm trong lớp vỏ trái đất tiên tiến và phát triển nhất và Chia Sẻ Link Cập nhật Khí oxi chiếm bao nhiêu Phần Trăm trong lớp vỏ trái đất Free.
Hỏi đáp vướng mắc về Khí oxi chiếm bao nhiêu Phần Trăm trong lớp vỏ trái đất
Nếu sau khi đọc nội dung bài viết Khí oxi chiếm bao nhiêu Phần Trăm trong lớp vỏ trái đất vẫn chưa hiểu thì hoàn toàn có thể lại Comment ở cuối bài để Tác giả lý giải và hướng dẫn lại nha
#Khí #oxi #chiếm #bao #nhiêu #phần #trăm #trong #lớp #vỏ #trái #đất