Галоидные соединения. Бораты. Фосфаты

Галоидные соединения составляют примерно 0,5% массы земной коры, известно около 120 минералов. С химической точки зрения это соли кислот HF, HCl, HBr, HI или соединения со сложными анионными группами [AlF₆]^3-, [SiF6]^2-.

Большинство имеют ионный тип химической связи и координационную структуру. Характерны: стеклянный блеск, малые плотности, невысокая твердость (2-4), разнообразная окраска, хорошая растворимость в воде, горько-соленый вкус, совершенная спайность, высокая степень симметрии кристаллов.

Наиболее распространенные фториды и хлориды.

Фториды в большинстве своем генетически связаны с магматической деятельностью, и являются продуктами гидротермальной или пневматолитической стадий, и лишь иногда имеют осадочное происхождение.

Хлориды имеют осадочное происхождение – при выпаривании водных бассейнов.

Флюорит (кубическая сингония) CaF₂ - плавиковый шпат. Двойники прорастания. Широко распространен на Украине. Встречается в виде кубических и октаэдрических кристаллов или в сплошных зернистых массах. Бесцветные, окрашенные в зеленый или фиолетовый цвет. Совершенная спайность по октаэдру. Оптически изотропен.

Применяется – в металлургии, в качестве плавня, в химической промышленности – сырье для плавиковой кислоты, в оптике, поделочные камни.

В стекловарении - для интенсификации процесса, а также как глушитель (стекло приобретает способность рассеивать свет, получает молочно – белую окраску). Аналогичное действие в эмалях.

Используют также в качестве минерализатора или обжиге цементов.

Na₃AlF₆ - криолит, Na₂SiF₆ – кремнефтористый натрий использование в стеклянной и эмалевой промышленности аналогично CaF₂ .

Галит NaCl (каменная соль), сильвин KCl. Спайность совершенная по кубу, галит соленый, сильвин – горько-соленый.

Месторождения на Украине – Артемовское (Донбасс), Солотвино (Закарпатье).

Применение галита: важный пищевой продукт, основное сырье химической промышленности для получения HCl, соды, хлора, NaOH.

Сильвин – сырье для калийных удобрений, различных калиевых препаратов.

Карналлит MgCl₂ KCl·6H₂O - для получения металлического Mg и калийных удобрений.

Бораты – более 100 минералов. Основная масса бора сосредоточена в литосфере, в силикатах и алюмосиликатах. Наряду с этим, существуют и соли различных борных кислот – бораты. Видообразующими катионами боратов служат щелочно-земельные (Ca²⁺, Mg²⁺), щелочные (Na⁺) и переходные металлы (Fe²⁺, Mn²⁺). Роль дополнительных анионов играют группы (OH)^-, Cl^- и др. Бораты подразделяются на водные и безводные. Имеют различный тип химической связи – ковалентный, ионный, водородный. В структурном отношении бораты похожи на силикаты и характеризуются тем же разнообразием структур. Их основной структурной единицей являются треугольные плоскостные группы [BO₃]^3-, в которых бор находится в центре равностороннего треугольника, а кислород - в его вершинах. Соединяясь между собой, эти группы могут образовывать структуры типа кольцевых, цепочечных, ленточных, каркасных. Для большинства характерны цепочечные структуры, что обусловливает их игольчатый и призматический габитус (кроме борацита).

Большинство боратов - белые, сероватые, желтоватые, часто прозрачные. Твердость низкая и средняя от 1 до 3-4 (7 - у борацита с каркасным строением). Образуются экзогенным путем. Осадочное происхождение – накапливаются в бессточных озерах, лагунах, морских бассейнах в условиях жаркого климата. Бораты служат сырьем для получения бора. Соли бора и борная кислота используются в стекольной промышленности, металлургии, пищевой промышленности.

Примеры:

- Людвигит – (Mg,Fe)₂Fe³⁺[BO₃]O₂ - островной;

- Гидроборацит – CaMg[B₆O₁₁]·6H₂O цепочечный, водный. Моноклинная сингония. Образует сферолитовые, звездчатые, игольчатые, лучистые, волокнистые агрегаты.

- Бура – Na₂[B₄O₇]·10H₂O кольцевой, водный, моноклинная сингония. Встречается в отложениях грязевых вулканов Керченско – Таманского района.

- Борацит – Mg₃ [B⁴⁺₃ B³⁺ O₁₂](O,Cl) каркасный.

Все бораты редкие и очень редкие минералы на Украине.

Фосфаты (арсенаты, ванадаты).Соли фосфорной, мышьяковой, ванадатной кислот. Кристаллическая структура характеризуется присутствием анионных комплексов: [AsO₄]^3-, [VO₄]^3-, [PO₄]^3-.

Наиболее важные представители:

- апатит Ca₅ [PO₄] ₃(F,Cl,OH) имеет разновидности:

Фтороапатит Ca₅ [PO₄] ₃(F,OH)

Хлороапатит Ca₅ [PO₄] ₃(Cl,OH)

Гексагональная сингония – комбинации призмы и дипирамиды, размер от мельчайших до гигантских (50 кг). Характерные также сплошные зернистые сахаровидные массы.

Цвет желто-зеленый, белый, голубой, бесцветный. Черта белая, блеск – стеклянный, спайность несовершенная, твердость 5. Происхождение магматическое. Крупнейшее в мире месторождение Хибинское.

Фосфориты Ca₃[PO₄] ₂ – происхождение биогенное. Представляют собой скопления в виде шарообразных конкреций с примесями. Значительные залежи фосфоритов в Днепровско – Донецкой впадине, а также в Приднестровье и Закарпатье.

Источник фосфора. Основное сырье для получения различных фосфорных удобрений.