课程名称:地球化学 和最外电子亚层已全充满,要加给一个电子,环境必须对体系作功,亦即吸收能量才能实 现,所以第一电子亲合能为正值。所有元素原子的第二电子亲合能都为正值,因为阴离子 本身是个负电场,对外加电子有排斥作用.要再加给电子时,环境也必须对体系作功。 显然,元素原子的第一电子亲合能代数值越小,原子就越容易得到电子,反之元素原 子的第一电子亲合能代数值越大,原子就越难得到电子 (3)晶体结构的稳定性:在微观上是保持晶体结构的稳定的因素,包括化学键的方向性 和离子间的最紧密堆积等。宏观上是有利晶体结构的稳定的热力学条件。 从空间几何形式的侧面: a半径(原子、高子):设想离子或分子呈球形,离子晶体中正负离子中心之间的距离是正 负离子半径之和,离子中心之间的距离何以用X射线衍射测出。但原子的半径是随着外界 条件(温度、压力、化学键性、原子的价态、配位模型)而改变的,因此提出了离子半径、 共价半径、金属半径以及分子半径等概念 掌握戈尔德施密特离子半径计算模型:原理是将离子晶体视为球形负离子的最紧密堆积, 其中的孔隙为正离子所占据,并根据测定出的离子间距或晶格常数来确定离子半径,将F 和O2分别定为0.133m和0.132nm,据此来推算其它离子半径。表2.9和表2.10 元素周期表中元素半径的总体变化规律:①同一周期,原子序数增大,离子半径减小;② 同一族元素,从上到下随电子层数增加,原子半径增大。③在周期表的左上方到右下方的 对角线上,离子半径相近或相等。④镧系收缩:稀土元素的离子半径从La3的0.103nm到 Lu3的0086nm逐步缩小,称为镧系收缩。稀土元素的化学性质形似和离子半径相近,因 而紧密共生。 b配位数:原子(金属晶体)或离子(离子晶体)周围紧邻的原子或异号离子数称为配位 数。配位数取决于相互结合的离子半径比率,受化学键性、共价键的数目和方向性的影响 浓的阴离子配位数的计算模型:化合物类型为: PAp QBqYXy,其中A、B为阳离子,而 X为阴离子,P、Q、Y为各离子的配位数:p、q、y为系数 c原子和离子极化:在外电场作用下,原子或离子电子云的大小、形状发生变化的现象称 为极化,当极化増强时,会引起离子键向共价键过渡,配位数减小、离子半径减小和化合 物的溶解度降低等现象 d晶格能:相互远离的离子结合生成离子晶体时释放的能量称为晶格能,它是度量晶格稳 定性的参数。电荷高、半径小、配位数大的离子,晶格能大 (4)其它方面 a高子电位(π):离子电位等于离子的电荷与半径之比,它决定了元素的存在形式和迁移 能力,π=Z/r,阳离子吸引价电子的能力低于H的显碱性,以简单阳离子或氢氧化物的形 式存在,而吸引价电子的能力大于H的显酸性,在水溶液中以算根配离子的形式存在。吸 引价电子的能力与H相近的,显示两性,在酸性溶液中显示碱性,在碱性溶液中显示酸 按离子电位对离子进行分类: π<2.5:电价低,半径大的碱性阳离子,与H争夺O2-的能力弱,形成简单阳离子和OH CaO+H20=Ca2++2OH π=2.5~80:为两性离子,与H争夺O2-的能力弱,氧化物易与HO形成氢氧化物沉淀, Fe2O3+3H20=2Fe(OH)3 π>8:离子半径小的高价阳离子,在水溶液中夺取O2-形成配离子,溶液成酸性。 SO3+H2O=2H+SO42,它们主要呈酸根离子形式迁移 元素结合的物理化学条件.(宏观上:元素化合反应的能量效应) b离子的性质一价键规则:在离子体系中正负电荷总数相等,体系保持中性。在离子型化 合物中,阴阳离子的总电荷相等:MmXx,am=bx,称为价键规则,在类质同相中表现为 电价补偿法则。 大庆石油学院 地球科学学院
课程名称：地球化学 第 16 页 大庆石油学院 地球科学学院 和最外电子亚层已全充满，要加给一个电子，环境必须对体系作功，亦即吸收能量才能实 现，所以第一电子亲合能为正值。所有元素原子的第二电子亲合能都为正值，因为阴离子 本身是个负电场，对外加电子有排斥作用．要再加给电子时，环境也必须对体系作功。 显然，元素原子的第一电子亲合能代数值越小，原子就越容易得到电子，反之元素原 子的第一电子亲合能代数值越大，原子就越难得到电子。 （3）晶体结构的稳定性：在微观上是保持晶体结构的稳定的因素，包括化学键的方向性 和离子间的最紧密堆积等。宏观上是有利晶体结构的稳定的热力学条件。 从空间几何形式的侧面： a 半径（原子、离子）：设想离子或分子呈球形，离子晶体中正负离子中心之间的距离是正 负离子半径之和，离子中心之间的距离何以用 X 射线衍射测出。但原子的半径是随着外界 条件（温度、压力、化学键性、原子的价态、配位模型）而改变的，因此提出了离子半径、 共价半径、金属半径以及分子半径等概念。 掌握戈尔德施密特离子半径计算模型：原理是将离子晶体视为球形负离子的最紧密堆积， 其中的孔隙为正离子所占据，并根据测定出的离子间距或晶格常数来确定离子半径，将 F - 和 O2-分别定为 0.133nm 和 0.132nm，据此来推算其它离子半径。表 2.9 和表 2.10。 元素周期表中元素半径的总体变化规律：①同一周期，原子序数增大，离子半径减小；② 同一族元素，从上到下随电子层数增加，原子半径增大。③在周期表的左上方到右下方的 对角线上，离子半径相近或相等。④镧系收缩：稀土元素的离子半径从 La3+的 0.103nm 到 Lu3+的 0.086nm 逐步缩小，称为镧系收缩。稀土元素的化学性质形似和离子半径相近，因 而紧密共生。 b 配位数：原子（金属晶体）或离子（离子晶体）周围紧邻的原子或异号离子数称为配位 数。配位数取决于相互结合的离子半径比率，受化学键性、共价键的数目和方向性的影响。 香浓的阴离子配位数的计算模型：化合物类型为：PApQBqYXy，其中 A、B 为阳离子，而 X 为阴离子，P、Q、Y 为各离子的配位数；p、q、y 为系数。 c 原子和离子极化：在外电场作用下，原子或离子电子云的大小、形状发生变化的现象称 为极化，当极化增强时，会引起离子键向共价键过渡，配位数减小、离子半径减小和化合 物的溶解度降低等现象。 d 晶格能：相互远离的离子结合生成离子晶体时释放的能量称为晶格能，它是度量晶格稳 定性的参数。电荷高、半径小、配位数大的离子，晶格能大。 （4）其它方面 a 离子电位（π）：离子电位等于离子的电荷与半径之比，它决定了元素的存在形式和迁移 能力，π＝Z/r，阳离子吸引价电子的能力低于 H+的显碱性，以简单阳离子或氢氧化物的形 式存在，而吸引价电子的能力大于 H+的显酸性，在水溶液中以算根配离子的形式存在。吸 引价电子的能力与 H+相近的，显示两性，在酸性溶液中显示碱性，在碱性溶液中显示酸 性。 按离子电位对离子进行分类： π<2.5：电价低，半径大的碱性阳离子，与 H+争夺 O2-的能力弱，形成简单阳离子和 OH- CaO＋H2O＝Ca2+＋2OH- π＝2.5～8.0：为两性离子，与 H+争夺 O2-的能力弱，氧化物易与 H2O 形成氢氧化物沉淀， Fe2O3＋3H2O＝2Fe(OH)3 π>8:离子半径小的高价阳离子，在水溶液中夺取 O2-形成配离子，溶液成酸性。 SO3＋H2O＝2H+＋SO4 2-，它们主要呈酸根离子形式迁移。 元素结合的物理化学条件.（宏观上：元素化合反应的能量效应） b 离子的性质－价键规则：在离子体系中正负电荷总数相等，体系保持中性。在离子型化 合物中，阴阳离子的总电荷相等：Ma mXb x，am＝bx，称为价键规则，在类质同相中表现为 电价补偿法则
课程名称:地球化学 第17页 元素的成键规律一电负性控制 表5—8键的极性与电负性的关系 电负性差值xA-x=△x 键型过渡 H一H 2.1-2.1=0 非极性键 2.5-2.1=0.4 H-Br 2.8-2.1=0.7 4.0-2.1=1.9 Na+F 4.0-0.9=3.1 离子键 22元素的地球化学亲和性 1元素的地球化学亲和性:主要指阳离子在自然体系中趋向同某种阴离子化合的倾向 地球和地壳中,阳离子的总数(种类)远远大于阴离子的总数,导致了在地球化学作 用过程中阳离子对阴离子的争夺,在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出的有选 择性地与某种阴离子结合的特性称为元素的地球化学亲和性。它是控制元素在自然界相互 结合的基本规律 2元素的地球化学亲和性分类 自然体系中元素的地球化学亲和性分类主要由:亲氧性元素,亲硫性元素,和亲铁性元素。 21亲铁元素( siderophile element):铁具有这种倾向,在自然界中,特别是O,S丰度低 的情况下,一些元素往往以自然金属状态存在,常常与铁共生,称之为亲铁元素。 基本特征:不易与其他元素结合,因为它们的价电子不易丢失(具有较高电离能)。它们 的第一电离能往往较高:I1Au=9.2电子伏特,I1Ag=7.5电子伏特,1Cu=7.7电子伏特 另外,周期表VIl族过渡金属元素(铂族元素)具明显亲铁性: I1Pt=888电子伏特 IPd=830电子伏特Pt等元素在自然界往往 IN=761电子伏特了以金属状态出现。 I1Co=7.81电子伏特 代表性的亲铁元素:铂族、Cu、Ag、Au、Fe、Co、Ni等。 22亲氧元素( oxyphile element or lithophile element)和亲硫元素( sulfophile element or chalcophile element ①氧和硫的某些化学参数比较见表2.1。可知硫的电负性小于氧(Xs<Xo),而硫的原子半 径大于氧(Rs>Ro9)。这样,硫的外电子联系较弱,导致硫受极化程度要比氧大得多 为此,硫倾向形成共价键(或配价键的给予体),氧倾向形成离子键(或部分共价键)。 与硫形成高度共价键的元素,称亲硫元素(具亲硫性):能与硫结合成髙度高度共价键性 质的金属,具有亲硫性,代表元素有Cu、Pb、Zn、Au、Ag等。 与氧形成高度离子键的元素称亲氧元素(具亲氧性):与氧以离子键性结合的金属为亲氧 元素,代表元素有K、Na、Ca、Mg、Nb、Ta、Zr、Hf、REE等。 ②电负性和亲和性的关系:见表2.2,随相对电负性增加,亲氧性减弱,亲硫性增强。 ③化学反应制动原理:当阴离子不足时,在自然体系中各阳离子将按亲和性强弱与阴离子 反应,亲和性强的阳离子将抑制亲和性弱的化学反应(这是自然界的竞争机制)。 例1在地壳中某体系内,阴离子(S2)不足,地壳中Fe的丰度比Mn高出两个数量级 况且Fe的亲硫性比Mn强。为此在这样的环境下,只能产生Fe的硫化物和Mn的氧化物 (硅酸盐)共生现象,绝对不会发生硫锰矿和铁的氧化物共生的现象。这就是化学反应抑 大庆石油学院 地球科学学院
课程名称：地球化学 第 17 页 大庆石油学院 地球科学学院 元素的成键规律－电负性控制： 2.2 元素的地球化学亲和性 1.元素的地球化学亲和性：主要指阳离子在自然体系中趋向同某种阴离子化合的倾向。 地球和地壳中，阳离子的总数（种类）远远大于阴离子的总数，导致了在地球化学作 用过程中阳离子对阴离子的争夺，在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出的有选 择性地与某种阴离子结合的特性称为元素的地球化学亲和性。它是控制元素在自然界相互 结合的基本规律。 2.元素的地球化学亲和性分类： 自然体系中元素的地球化学亲和性分类主要由：亲氧性元素，亲硫性元素，和亲铁性元素。 2.1 亲铁元素（siderophile element）：铁具有这种倾向，在自然界中，特别是 O，S 丰度低 的情况下，一些元素往往以自然金属状态存在，常常与铁共生，称之为亲铁元素。 基本特征：不易与其他元素结合，因为它们的价电子不易丢失（具有较高电离能）。它们 的第一电离能往往较高： I1Au=9.2 电子伏特， I1Ag=7.5 电子伏特，I1Cu=7.7 电子伏特 另外,周期表 VIII 族过渡金属元素（铂族元素）具明显亲铁性： I1Pt = 8.88 电子伏特 I1Pd = 8.30 电子伏特 Pt 等元素在自然界往往 I1Ni = 7.61 电子伏特 以金属状态出现。 I1Co = 7.81 电子伏特 代表性的亲铁元素：铂族、Cu、Ag、Au、Fe、Co、Ni 等。 2.2 亲氧元素（oxyphile element or lithophile element）和亲硫元素（sulfophile element or chalcophile element）： ①氧和硫的某些化学参数比较见表 2.1。可知硫的电负性小于氧（Xs<Xo），而硫的原子半 径大于氧（Rso>Roo）。这样，硫的外电子联系较弱，导致硫受极化程度要比氧大得多。 为此，硫倾向形成共价键（或配价键的给予体），氧倾向形成离子键（或部分共价键）。 与硫形成高度共价键的元素，称亲硫元素（具亲硫性）：能与硫结合成高度高度共价键性 质的金属，具有亲硫性，代表元素有 Cu、Pb、Zn、Au、Ag 等。 与氧形成高度离子键的元素称亲氧元素（具亲氧性）：与氧以离子键性结合的金属为亲氧 元素，代表元素有 K、Na、Ca、Mg、Nb、Ta、Zr、Hf、REE 等。 ②电负性和亲和性的关系：见表 2.2，随相对电负性增加，亲氧性减弱，亲硫性增强。 ③化学反应制动原理：当阴离子不足时，在自然体系中各阳离子将按亲和性强弱与阴离子 反应，亲和性强的阳离子将抑制亲和性弱的化学反应（这是自然界的竞争机制）。 例 1.在地壳中某体系内，阴离子（S 2-）不足，地壳中 Fe 的丰度比 Mn 高出两个数量级， 况且 Fe 的亲硫性比 Mn 强。为此在这样的环境下，只能产生 Fe 的硫化物和 Mn 的氧化物 （硅酸盐）共生现象，绝对不会发生硫锰矿和铁的氧化物共生的现象。这就是化学反应抑
课程名称:地球化学 制原理在起作用! 反应自由能:FeSO+MnS→ MuSic3+Fes(△G=-1.56KJ,) 23自然界元素亲和性的特点 A双重性和过渡性:自然界元素的亲和性不是绝对的,存在着双重性和过渡性 Fe Co N亲亲 铁硫具亲硫性,以硫化物状态 如RnPd性 具亲铁性,以自然金属状态 增增 0 s Ir Pt加加 B不同价态元素具有不同的亲和性: Fe2+,Mn2+低价具亲硫性,如FeS2,MnS; Fe3+,Mn4+高价具亲氧性,如Fe2O3,MnO2 3.元素地球化学分类 元素周期表实质上就是化学元素的一种自然分类,应用周期表可以系统地说明元素的原 子结构与其各种物理性质和化学性质之间的关系。但是对于地球化学来说这还不够,地球 化学还要求说明原子结构与元素在自然作用过程中的行为和自然组合之间的联系。这就必 须在元素周期表的基础上,结合元素的自然组合及各种地球化学特征作出进一步的分类。 这样的分类就称为元素的地球化学分类。现在已经有了许多种元素的地球化学分类,例如, ⅴ.M.戈尔德施密特,B.N.维尔纳斯基,A.E.费尔斯曼,A.H.查瓦里茨基都曾 提出这种分类,但其中常被采用的则是戈氏和查氏分类 3.1. Goldschmidt的元素地球化学分类 戈尔德施密特的分类是以其地球的起源和内部构造的假说为基础的。他根据化学元素 的性质与其在各地圈内的分配之间的关系将元素分为四个地球化学组。 (1)亲石元素 也称亲氧元素,包括Li、Be、B、C、O、F、Na、Mg、Al、Si、P、Cl、K、Ca、Sc、 Ii、V、Cr、Mn、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Hf、Nb、Ta、Cs、Ba、I、W、At、Fr、Ra、Ac h、Pa、U和镧系元素。其离子的电子构型属希有气体构型。与O、F、Cl具亲和力。主 要富集在岩石圈。氧化物的生成焓大于FeO的生成焓,大部分组成氧化物、含氧岩,尤其 是硅酸盐,形成大部分造岩矿物,是组成岩石的主要成分。因有人称为亲石元素 (2)亲铜元素 又称亲硫元素,包括18种元素:S、Cu、Zn、Gia、Ge、As、Se、Ag、Cd、In、Sn、 Sb、Te、Hg、T、Pb、Bi、Po。离子的最外层为18电子(spd10)的铜型结构,氧化物的 生成焓小于FeO的生成焓,与S、Se、Te具亲和力,易形成硫化物和复杂的硫化物,富集 于硫化物氧化物过渡圈。 (3)亲铁元素 包括12中元素:Fe、Co、Ni、Mo、Ru、Rh、Pd、Re、Os、lr、Pt、Au。其离子最外 层具有8-18电子过渡型结构,主要集中于铁镍核中。 (4)亲气元素 HN、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn均属此类,其原子的电子构型为希有气体构型(s2p5), H、N例外,主要存在于大气圈中,呈原子状态(Ar、He)或分子状态(N2、H2、H2O CH4) 此外还有亲生物元素:C、N、H、O、P、B、Ca、Cl、Na、Si、F、Fe、Cu、Mn、M Al。 3.2查瓦里斯基的元素地球化学分类 大庆石油学院 地球科学学院
课程名称：地球化学 第 18 页 大庆石油学院 地球科学学院 制原理在起作用！ 反应自由能：FeSiO3+MnS→MnSiO3+FeS (Gr=-11.56 KJ,) 2.3 自然界元素亲和性的特点 A 双重性和过渡性：自然界元素的亲和性不是绝对的，存在着双重性和过渡性。 B 不同价态元素具有不同的亲和性： Fe2+, Mn2+ 低价具亲硫性，如 FeS2 , MnS； Fe3+, Mn4+ 高价具亲氧性，如 Fe2O3 , MnO2 3.元素地球化学分类 元素周期表实质上就是化学元素的一种自然分类，应用周期表可以系统地说明元素的原 子结构与其各种物理性质和化学性质之间的关系。但是对于地球化学来说这还不够，地球 化学还要求说明原子结构与元素在自然作用过程中的行为和自然组合之间的联系。这就必 须在元素周期表的基础上，结合元素的自然组合及各种地球化学特征作出进一步的分类。 这样的分类就称为元素的地球化学分类。现在已经有了许多种元素的地球化学分类，例如， v．M．戈尔德施密特，B．N．维尔纳斯基，A．E．费尔斯曼，A．H．查瓦里茨基都曾 提出这种分类，但其中常被采用的则是戈氏和查氏分类。 3.1. Goldschmist 的元素地球化学分类 戈尔德施密特的分类是以其地球的起源和内部构造的假说为基础的。他根据化学元素 的性质与其在各地圈内的分配之间的关系将元素分为四个地球化学组。 （1）亲石元素 也称亲氧元素，包括 Li、Be、B、C、O、F、Na、Mg、Al、Si、P、Cl、K、Ca、Sc、 Ti、V、Cr、Mn、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Hf、Nb、Ta、Cs、Ba、I、W、At、Fr、Ra、Ac、 Th、Pa、U 和镧系元素。其离子的电子构型属希有气体构型。与 O、F、Cl 具亲和力。主 要富集在岩石圈。氧化物的生成焓大于 FeO 的生成焓，大部分组成氧化物、含氧岩，尤其 是硅酸盐，形成大部分造岩矿物，是组成岩石的主要成分。因有人称为亲石元素。 （2）亲铜元素 又称亲硫元素，包括 18 种元素：S、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Ag、Cd、In、Sn、 Sb、Te、Hg、Tl、Pb、Bi、Po。离子的最外层为 18 电子（s 2p 6d 10）的铜型结构，氧化物的 生成焓小于 FeO 的生成焓，与 S、Se、Te 具亲和力，易形成硫化物和复杂的硫化物，富集 于硫化物氧化物过渡圈。 （3）亲铁元素 包括 12 中元素：Fe、Co、Ni、Mo、Ru、Rh、Pd、Re、Os、Ir、Pt、Au。其离子最外 层具有 8-18 电子过渡型结构，主要集中于铁镍核中。 （4）亲气元素 H、N、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn 均属此类，其原子的电子构型为希有气体构型（s 2p 6）， H、N 例外，主要存在于大气圈中，呈原子状态（Ar、He）或分子状态（N2、H2、H2O、 CH4） 此外还有亲生物元素：C、N、H、O、P、B、Ca、Cl、Na、Si、F、Fe、Cu、Mn、Mg、 Al。 3.2 查瓦里斯基的元素地球化学分类 具亲硫性，以硫化物状态 具亲铁性，以自然金属状态
课程名称:地球化学 1).氢族只有H。 2).希有气体He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn 3).岩浆射气元素族(矿化剂或挥发分元素):B、C、N、O、F、P、Cl,这些元素能 形成阴离子或络阴离子,对于迁移与富集成矿元素起重要作用 4).造岩元素 5).铁族无素 V、Cr、Mn、Fe、Co、N 6).稀有元素Sc、Y、REE(稀土元素)、Zr、Hf、Nb、Ta 7).放射性元素主要是Th、U、Ra 8).钨钼族Mo、W、Te、Re 9).铂族Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt 10).金属矿床成矿元素:Cu、Zn、Ga、Ge、Ag、Cd、In、Sn、Au、Hg、T(ta) Pb。是硫化物矿床的主要成矿元素 1).半金属和重矿化剂:As、Se、Sb、Te、Bi、Po 12).重卤素族:Br、I、At 3.3其它的元素地球化学分类 (1)主量元素与微量元素,主量元素:wB>0.1%微量元素:wB<0.1% (2)造岩元素: 造岩碱性元素:Li、Na、K、Rb、Cs、Be(两性元素)、Mg、Ca、Sr、Ba 造岩酸性元素:Be、B、(C)、Al、Si等 (3)稀土元素:镧系(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm 和钇(Y)。 (4)高温成矿元素:Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、W、Re、Te (5)第一过渡族:具有亲氧到亲硫的过渡性,与Fe紧密共生,在基性、超基性岩中富集 (6)金属成矿元素:有较强的亲硫性和亲铁性,分布在周期表右下角,电负性中等至较 高,矿床中主要呈硫化物、硫盐或自然金属。根据经济价值可分为: 贵金属:Ru、Rh、Pd、(Ag)、Os、Ir、Pt、Au、(Hg) 重(贱)金属:Cu、Zn、Ga、Ge、As、Cd、In、Sb、Pb、、Bi (7)阴离子族:O、S、Se、Te、F、Cl、Br、I等,为强电负性,元素间形成共价化合物, 与低电负性的元素结合成离子键化合物。 (8)放射性元素Z84,包括:Po、At、Rn、Fr、Ac、Th、Pa、U。大多数为U、Th衰变 系列的中间产物 (9)地球挥发分:H、(C)、N、(O)、He、Ne、Ar、Kr、Xe。电负性高,大部分为气体 元素。 3.4讨论: A戈氏分类存在的问题 亲气元素中氢与氮不应与希有气体合类,因为氢扣氮并非希有气体构型的原于;除大 气圈而外,氢、氮在岩石圈、水圈、生物圈都比较重要 亲氧元素中的氧在自然界中,尤其是成岩成矿作用中呈O2形式出现,起阴离子作用, 而绝大部分亲氧元素在成岩成矿作用中呈阳离子。作用和地位均不同。 亲铜元素存在的问题:(1)硫在成矿作用中呈阴离子,与其他元素不同: (2)铜型离子的提法是不确切的,若按离子外电子层有18电子而论.即spd10,但铜在自 然界中出现最多、分布最广的是Cu2+。请注意,其外电子层为spsd,含有平行自旋电子, 具有典型的过渡元素离子的持征 亲铁元素,若按其外电子的数目介于8-18之间,还应包括:T+,Cr3+,Mn+,Cu2+,Au2+, Ag2+。亲氧元素包括53中元素,几乎常见元素的2/3均包括在内,划分的不细 大庆石油学院 地球科学学院
课程名称：地球化学 第 19 页 大庆石油学院 地球科学学院 1）．氢族 只有 H。 2）．希有气体 He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn。 3）．岩浆射气元素族（矿化剂或挥发分元素）：B、C、N、O、F、P、Cl，这些元素能 形成阴离子或络阴离子，对于迁移与富集成矿元素起重要作用。 4）．造岩元素 Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Si。 5）．铁族无素 Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni。 6). 稀有元素 Sc、Y、REE (稀土元素)、Zr、Hf、Nb、Ta。 7）．放射性元素 主要是 Th、U、Ra。 8）．钨钼族 Mo、W、Tc、Re。 9）．铂族 Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt。 10）．金属矿床成矿元素：Cu、Zn、Ga、Ge、Ag、Cd、In、Sn、Au、Hg、Tl（ta）、 Pb。是硫化物矿床的主要成矿元素。 11). 半金属和重矿化剂：As、Se、Sb、Te、Bi、Po 12). 重卤素族：Br、I、At。 3.3.其它的元素地球化学分类 （1）主量元素与微量元素，主量元素：wB>0.1％ 微量元素：wB<0.1％ (2) 造岩元素： 造岩碱性元素：Li、Na、K、Rb、Cs、Be（两性元素）、Mg、Ca、Sr、Ba。 造岩酸性元素：Be、B、（C）、Al、Si 等。 （3）稀土元素：镧系（La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、 Yb、Lu 和钇（Y）。 （4）高温成矿元素：Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、W、Re、Tc 等 （5）第一过渡族：具有亲氧到亲硫的过渡性，与 Fe 紧密共生，在基性、超基性岩中富集。 （6）金属成矿元素：有较强的亲硫性和亲铁性，分布在周期表右下角，电负性中等至较 高，矿床中主要呈硫化物、硫盐或自然金属。根据经济价值可分为： 贵金属：Ru、Rh、Pd、（Ag）、Os、Ir、Pt、Au、（Hg） 重（贱）金属：Cu、Zn、Ga、Ge、As、Cd、In、Sb、Pb、Tl、Bi； （7）阴离子族：O、S、Se、Te、F、Cl、Br、I 等，为强电负性，元素间形成共价化合物， 与低电负性的元素结合成离子键化合物。 （8）放射性元素 Z>84，包括：Po、At、Rn、Fr、Ac、Th、Pa、U。大多数为 U、Th 衰变 系列的中间产物。 （9）地球挥发分：H、（C）、N、（O）、He、Ne、Ar、Kr、Xe。电负性高，大部分为气体 元素。 3.4.讨论： A 戈氏分类存在的问题： 亲气元素中氢与氮不应与希有气体合类，因为氢扣氮并非希有气体构型的原于；除大 气圈而外，氢、氮在岩石圈、水圈、生物圈都比较重要； 亲氧元素中的氧在自然界中，尤其是成岩成矿作用中呈 O2-形式出现，起阴离子作用， 而绝大部分亲氧元素在成岩成矿作用中呈阳离子。作用和地位均不同。 亲铜元素存在的问题：(1)硫在成矿作用中呈阴离子，与其他元素不同； (2)铜型离子的提法是不确切的，若按离子外电子层有 18 电子而论．即 s 2p 6d 10，但铜在自 然界中出现最多、分布最广的是 Cu2+。请注意，其外电子层为 s 2p 6d 9，含有平行自旋电子， 具有典型的过渡元素离子的持征； 亲铁元素，若按其外电子的数目介于 8-18 之间，还应包括：Ti3+，Cr3+，Mn4+，Cu2+，Au2+， Ag2+。亲氧元素包括 53 中元素，几乎常见元素的 2/3 均包括在内，划分的不细