7930

działaniu sił elektrostatycznych stąd nazwa wiązania. Siły oddziaływania elektrostatycznego miedzy jonami są równomiernie rozłożone we wszystkich kierunkach, są one znaczne więc temp topnienia i wrzenia tych związków jest wysoka ->są nimi głównie sole, po rozpuszczeniu lub stopieniu przewodzą prąd elektryczny np. chlorek sodu. Pierwiastki grup I i II układu okresowego są donorami elektronów (oddają elektrony) i tworzą chętnie kationy, np. sód Na⁺, potas K⁺, magnez Mg^?’. wapń Ca²⁺. Pierwiastki grup VI i VII układu okresowego są akceptorami elektronów i tworzą chętnie aniony, np. fluor F“ czy chlor Cl“. Wiązanie jonowe występuje w halicie NaCI czy fluorycie CaF₂. Typowo jonowe minerały są:przeźroczyste,kruche,o niskiej lub średniej twardości, o niskiej lub średniej gęstości .wykazują łupliwość.mają niskie współczynniki załamania światła,często są optycznie izotropowe, mają niskie temperatury topnienia,w stanie krystalicznym źle przewodzą depło i elektryczność (ale doskonałe po stopieniu),dobrze rozpuszczają się w wodzie. KOWALENCYJNE (atomowe) Pierwiastki osiągają pełny oktet elektronowy (trwałą konfigurację) przez wspólne użytkowanie jednej lub więcej par elektronowych. Pierwiastki ze środkowydi grup głównych, które chętnie tworzą wiązania kowalencyjne (C, O, Si, Al), mają częśdowo zapełnioną powłokę walencyjną. Musiałyby więc oddać lub przyjąć wiele elektronów dla uzyskania trwałego oktetu gazu szlachetnego, a to jest mało prawdopodobne. Znacznie jest łatwiej tym atomom zbliżyć się do siebie i wspólnie wykorzystyvwić część swoich elektronów walencyjnych. Takie wiązanie dominuje w przypadku gazowego chloru CI2, w diamencie C, w kwarcu Si0₂, w wodzie H₂0, ale też w bardziej skomplikowanydi cząsteczkadi jak grupy

SiO^^-, COg^2-, SOą2~, POą^~, które stanowią cegiełki wielu minerałćw skałotwórczych. Wiązania kowalencyjne to najsilniejsze z wiązań. Minerały o wiązaniach kowalencyjnydi odznaczają się więc wysoką twardośdą (choć są kruche i o słabej łupliwośa), czego najlepszym dowodem jest najtwardszy minerał diament, jak również kwarc, o twardości 7 w skali Mohsa.Dla wspólnego użytkowania par elektronowych w wiązaniu kowalencyjnym pierwiastki muszą się zbliżyć do siebie bardziej niż w wiązaniu jonowym. Dlatego wiązania kowalencyjne są zazwyczaj krótsze od wązań jonowych. W rezultacie kryształy o wiązaniach kowalencyjnych odznaczają się wysoką gęstością. Wiązania kowalencyjne to najsilniejsze z wiązań. Minerały o wiązaniach atomowych odznaczają się więc wysoką temperaturą topnienia.Pierwiastki łączące się wiązaniami kowalencyjnymi mają tendencję do tworzenia wielokrotnych wiązań (np. C, Si) i bardzo rozbudowanych geometrycznie struktur przestrzennych. W przeciwieństwie do bezkierunkowych wiązań jonowych, wiązania kowalencyjne są ściśle geometrycznie zorientowane w przestrzeni. Stąd minerały o takich wiązaniach zazwyczaj krystalizują w układach o niskiej symetrii i wykazują anizotropię cech fizycznych w tym anizotropię optyczną. Kalcyt jest minerałem anizotropowym optycznie o szczególnie wysokiej dwójłomności: wysoki współczynnik załamania światła odpowiada kierunkowi równoległemu do płaszczyzny trójkątów CO3^2-, zaś niski współczynnik załamania światła odpowiada kierunkowi prostopadłemu. Kryształy o wiązaniach atomowych poddają się ciśnieniu bardziej niż kryształy jonowe, czasem wykazując własności piezoelektryczne jak kwarc w zapalniczkach czy korund w igłach gramofonowych. Kryształy o wiązaniach atomowych są dobrymi izolatorami ciepła i elektryczności są przeźroczyste, o wysokich współczynnikach załamania światła (np. diament, który ma n = 2,407, ale nie kwarc, który jest wyjątkiem i ma n = 1,544-1,533). są bardzo słabo rozpuszczalne w wodzie gdyż nie dysocjują na proste jony tak jak kryształy jonowe.METALICZNE Wiązanie to, występujące w naturze w zasadzie wyłącznie w dalach stałych, odznacza się tym, że elektrony walencyjne wiążących się pierwiastków są swobodne i mogą się przemieszczać. Siłą wiążąca jest elektrostatyczne oddziaływanie pomiędzy swobodnie poruszającymi się elektronami walencyjnymi wszystkich atomów a tymi atomami składającymi się z jądra i pozostałych, niewalencyjnych elektronów. Dzięki względnej słabości i bezkierunkowośa wiązań metalicznych, metale rodzime są zazwyczaj substancjami miękkimi, kowalnymi (a nie kruchymi), ciągliwymi i sprężystymi. Świetnie przewodzą prąd elektryczny i ciepło. Mają względnie niskie temperatury topnienia. Są nieprzeźroczyste w stanie stałym i stopionym, a stopione mają niską lepkośćVan der WAALSA Najsłabszym z omawianych wiązań jest wiązanie Van der Waalsa. Zbliżone do siebie atomy tego samego pierwiastka często oddziaływają na siebie jak dipole. Są to dipole chwilowe, indukowane (wzbudzane) przez synchroniczne przemieszczanie się elektronów w powłokach elektronowydi tak, żeby unikać siebie nawzajem. Obserwuje się je w niektórych alotropowych odmianach siarki rodzimej Sg i w oddziaływaniach pomiędzy blaszkami grafitu, jak również w oddziaływaniach między cząsteczkami gazów, np. C0₂. Kryształy z wiązaniami Van der Waalsa wykazują niską twardość i doskonałą łupliwość wzdłuż płaszczyzn o tych wiązaniach. Źle przewodzą depło czy elektryczność, są słabe, plastyczne, i mają względnie niskie temperatury topnienia. Siarka topi się w gorącej wodzie co wykorzystano przy jej eksploatacji.

9.Jak charakter wiązań chemicznych wpływa na własności minerałów? Podaj kilka przykładów z uwzględnieniem rozpuszczalności w wodzie, twardości i anizotropii optycznej.

Typowo jonowe minerały są: przeźroczyste.kruche, o niskiej lub średnią twardości, o niskiej lub średniej gęstośd, wykazują łupliwość.mają niskie współczynniki załamania światła,często są optycznie izotropowe, mają niskie temperatury topnienia,w stanie krystalicznym źle przewodzą ciepło ielektryczność (ałe doskonale po stopieniu),dobrze rozpuszczają się w wodzie.Wiązania kowalencyjne to najsilniejsze z wiązań. Minerały o wiązaniach atomowych odznaczają się więc wysoką temperaturą topnienia. Pierwiastki łączące się wązaniami kowalencyjnymi mają tendencję do tworzenia wielokrotnydi \Mązań (np. C, Si) i bardzo rozbudowanych geometrycznie struktur przestrzennych. W przeciwieństwie do bezkierunkowych wiązań jonowych, wiązania kowalencyjne są śdśłe geometrycznie zorientowane w przestrzeni. Stąd minerały o takich wiązaniach zazwyczaj krystalizują w układach o niskiej symetrii i wykazują anizotropię cedi fizycznych w tym anizotropię optyczną. Kalcyt jest minerałem anizotropowym optycznie o szczególnie wysokiej dwójłomnośd: wysoki współczynnik załamania światła odpowiada kierunkowi równoległemu do płaszczyzny trójkątów COg^2-, zaś niski współczynnik

2