Υποκαταστάσεις μεταξύ κυρίων στοιχείων (στερεά διαλύματα)

Σχετικά έγγραφα
1. Υποκαταστάσεις μεταξύ κυρίων στοιχείων (στερεά διαλύματα)

Αρχές Κρυσταλλοχημείας: Ιοντικές υποκαταστάσεις. Γεωχημεία (Υ4203) Χ. Στουραϊτη

Γεωχημεία Ιχνοστοιχείων

Μάθημα 2 ο ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΙΧΝΟΣΤΟΙΧΕΙΩΝ. Επικ. Καθ. Χ. Στουραϊτη Τομέας Οικονομικής Γεωλογίας - Γεωχημείας

ΑΣΚΗΣΗ 1 η. Ολική πυριτική Γη = ο σύγχρονος μανδύας + πρωτο-φλοιός = πρωταρχικός μανδύας

ΑΣΚΗΣΗ 2. Σπάνιες Γαίες (Rare Earth Elements, REE) Εφαρμογές των κανονικοποιημένων διαγραμμάτων REE

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Estimation of grain boundary segregation enthalpy and its role in stable nanocrystalline alloy design

ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΦΛΟΙΟΥ ΤΗΣ ΓΗΣ.

Κεφάλαιο 1 Δομή της Γης

Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ. Παππάς Χρήστος Επίκουρος Καθηγητής

Μάθημα 1 ο. - Κατανομή των χημικών στοιχείων - Ταξινομήσεις. Επικ. Καθ. Χ. Στουραϊτη Τομέας Οικονομικής Γεωλογίας - Γεωχημείας. Γεωχημεία Δ εξάμηνο 1

ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ (1) Ηλία Σκαλτσά ΠΕ ο Γυμνάσιο Αγ. Παρασκευής

Νόµοςπεριοδικότητας του Moseley:Η χηµική συµπεριφορά (οι ιδιότητες) των στοιχείων είναι περιοδική συνάρτηση του ατοµικού τους αριθµού.

ΓΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΑΝ. Εικόνα 1. Φωτογραφία του γαλαξία μας (από αρχείο της NASA)

Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής - ΣΑΕΤ

ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΑΝΑΓΩΓΗ

Ηλίας Χατζηθεοδωρίδης, Απρίλιος 2007 ΠΥΡΙΤΙΚΆ ΟΡΥΚΤΆ

I. Προέλευση μαγμάτων ΙΙ.Μαγματικές σειρές. Χριστίνα Στουραϊτη Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Περιοδικό Σύστημα Ιστορική Εξέλιξη

ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟ ΙΚΟΤΗΤΑΣ : Οι ιδιότητες των χηµικών στοιχείων είναι περιοδική συνάρτηση του ατοµικού τους αριθµού.

τροχιακά Η στιβάδα καθορίζεται από τον κύριο κβαντικό αριθµό (n) Η υποστιβάδα καθορίζεται από τους δύο πρώτους κβαντικούς αριθµούς (n, l)

Γεωχημεία Ιχνοστοιχείων

Μεταβολή ορισμένων περιοδικών ιδιοτήτων

Μέθοδος Γεωχρονολόγησης Lu-Hf

Μέθοδος Γεωχρονολόγησης Re-Os

Μαγματικά, πλουτώνια πετρώματα ΓΡΑΝΙΤΕΣ ΚΑΙ ΓΡΑΝΙΤΟΕΙΔΗ ΡΥΟΛΙΘΟΣ

ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΑΝΑΓΩΓΗ

Μάθημα 12ο. O Περιοδικός Πίνακας Και το περιεχόμενό του

Είναι μίγματα ορυκτών φάσεων Οι ορυκτές φάσεις μπορεί να είναι ενός είδους ή περισσότερων ειδών Μάρμαρο

Μάθημα 9ο. Τα πολυηλεκτρονιακά άτομα: Θωράκιση και Διείσδυση Το δραστικό φορτίο του πυρήνα Ο Περιοδικός Πίνακας και ο Νόμος της Περιοδικότητας

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών

ΑΣΚΗΣΗ 2 η Εφαρμογή Βασικών Αρχών Θερμοδυναμικής - Διαγράμματα Φάσεων Δύο Συστατικών

Γεωχημεία Ιχνοστοιχείων

Μάγμα. Το μάγμα, όπως είναι γνωστό, είναι το μητρικό υλικό των πυριγενών πετρωμάτων και το τμήμα του που εκχύνεται σαν λάβα από τα ηφαίστεια είναι

Γεωχημεία Ιχνοστοιχείων

Εξαιρέσεις στις ηλεκτρονιακές διαμορφώσεις

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ Δ ΕΞΑΜΗΝΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ- ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. Χριστίνα Στουραϊτη

C L = συγκέντρωση ιχνοστοιχείου στο υγρό C O = συγκέντρωση ιχνοστοιχείου στο αρχικό πέτρωμα πριν την έναρξη της τήξης F = κλάσμα του τήγματος που

SUPPLEMENTAL INFORMATION. Fully Automated Total Metals and Chromium Speciation Single Platform Introduction System for ICP-MS

ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ B ΛΥΚΕΙΟΥ

ΧΗΜΙΚΗ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΕΔΑΦΩΝ

ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ - ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 2. ΟΡΥΚΤΑ - ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ

ΚΕΦ.2 ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ, ΧΗΜΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ

ΑΡΙΘΜΟΣ ΟΞΕΙΔΩΣΗΣ - ΓΡΑΦΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΤΥΠΩΝ- ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑ

Το άτομο του Υδρογόνου

Στοιχεία Θερμοδυναμικής. Ι. Βασικές αρχές. Χριστίνα Στουραϊτη

ΓΕΩΧΗΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΑΡΙΑΔΝΗ ΑΡΓΥΡΑΚΗ

Έδαφος Αποσάθρωση - τρεις φάσεις

ΑΡΧΕΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΧΗΜΕΙΑΣ. Γεωχημεία (Υ4203) Χ. Στουραϊτη

ΙΙΙ. Αρχές Κρυσταλλοχημείας. Γεωχημεία (Υ4203) Χ. Στουραϊτη

ΛΥΣΕΙΣ. 1. Χαρακτηρίστε τα παρακάτω στοιχεία ως διαµαγνητικά ή. Η ηλεκτρονική δοµή του 38 Sr είναι: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 5s 2

Κατανομή μετάλλων και αμετάλλων στον Π.Π.

Περιβαλλοντική Γεωχημεία

ΠΗΓΕΣ, ΧΡΗΣΗ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΗΣ ΟΜΑΔΑΣ ΤΟΥ ΛΕΥΚΟΧΡΥΣΟΥ (PGE( PGE) Από: Μαρία Οικονόμου, Καθηγήτρια

Μεταφορά Πρότυπο διασποράς. Ευκίνητη φάση. Περιβάλλον κινητοποίησης στοιχείων. Περιβάλλον απόθεσης στοιχείων

Ca. Να μεταφέρετε στην κόλλα σας συμπληρωμένο τον παρακάτω πίνακα που αναφέρεται στο άτομο του ασβεστίου: ΣΤΙΒΑΔΕΣ νετρόνια K L M N Ca 2

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2019 Β ΦΑΣΗ

Μετά το τέλος της μελέτης του 2ου κεφαλαίου, ο μαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση: Να γνωρίζει τα βασικά σημεία του ατομικού προτύπου του Bohr.

Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ

ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Για τη A τάξη Λυκείων ΥΠΟ ΤΗΝ ΑΙΓΙΔΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΙΣΟΤΟΠΩΝ. Ενότητα 2: Εφαρμογές ραδιενεργών ισοτόπων στην προέλευση των πετρωμάτων & ιζημάτων. Γεωχημεία (Υ 4203)

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 4: Περιοδικό σύστημα των στοιχείων

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΤΩΝ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΜΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ

ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΗΝ ΚΡΙΣΙΜΗ ΖΩΝΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΕΔΑΦΩΝ. Ε. Κελεπερτζής

Αριθµόςοξείδωσηςενός ιόντος σε µια ιοντική (ετεροπολική) ένωση είναι το πραγµατικό ηλεκτρικό φορτίο του ιόντος.

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Ατομικό βάρος Άλλα αμέταλλα Be Βηρύλλιο Αλκαλικές γαίες

5. Ηλεκτρονικές Δομές και Περιοδικότητα

Μέθοδος χρονολόγησης Rb-Sr

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Τι είναι. Πηγή του υλικού Μάγμα Τήξη πετρωμάτων στο θερμό κάτω φλοιό ή άνω μανδύα. ιαδικασία γένεσης Κρυστάλλωση (στερεοποίηση μάγματος)

ΕΝΟΤΗΤΑ 2η:Ταξινόμηση των στοιχείων-στοιχεία με ιδιαίτερο ενδιαφέρον

ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΤΗΣ ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑΣ ΑΝΟΡΓΑΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΙΟΝΤΩΝ ΣΕ ΥΔΑΤΙΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ε. Κελεπερτζής

Βασικά σωματίδια της ύλης

Αλληλεπίδραση ακτίνων-χ με την ύλη

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

ΜΑΓΜΑΤΙΚΑ ΑΕΡΙΑ ΠΝΕΥΜΑΤΟΛΥΤΙΚΟΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ

5. Οργανομεταλλικές Ενώσεις των ΜΜ

Περιοδικές τάσεις ιδιοτήτων των μεταβατικών μετάλλων

Ημερομηνία: Τρίτη 18 Απριλίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Γεωχημεία. Ενότητα 2: Γεωχημικές διεργασίες στην επιφάνεια της γης. Αριάδνη Αργυράκη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

ΥΛΙΚΑ ΤΗΣ ΓΗΣ ΙI : Κρυσταλλοχημεία και Συστηματική των Ορυκτών

Καλή Τσικνοπέμπτη!!! Καλή Τσικνοπέμπτη!!! 2

Ασκήσεις. 5Β: 1s 2 2s 2 2p 2, β) 10 Νe: 1s 2 2s 2 2p 4 3s 2, γ) 19 Κ: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6,

Διαγράμματα φάσεων-phase Diagrams

Ερωτήσεις Σωστού Λάθους

Σύντομη Ιστορική Επισκόπηση της Ανόργανης Χημείας

Πετρολογία Μαγματικών & Μεταμορφωμένων μ Πετρωμάτων Μέρος 1 ο : Μαγματικά Πετρώματα

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ (Υ4203) ΓΕΩΧΗΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΗΣ ΓΗΣ ΑΣΚΗΣΗ 2 η 1. Χημικοί δεσμοί και θεωρία του κρυσταλλικού πεδίου (crystal field theory)

ΑΡΙΘΜΟΣ (Ή ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ) ΟΞΕΙ ΩΣΗΣ 1

Χημικός Δεσμός. Φώτης Καρβέλης

Δασική Εδαφολογία. Ορυκτά και Πετρώματα

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 4 η : Ιοντικοί Δεσμοί Χημεία Κύριων Ομάδων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

ΘΕΜΑΤΑ ΑΠΟ ΠΜΔΧ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΟ 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ- ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΙΖΗΜΑΤΩΝ. Αριάδνη Αργυράκη

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Transcript:

Υποκαταστάσεις μεταξύ κυρίων στοιχείων (στερεά διαλύματα) Υποκατάσταση Ιοντική Ακτίνα Ionic Radii (C.N.) Å Τύπος Fe +2 <=> Mg +2 Fe +2 (6) 0.78 Mg +2 (6) 0.72 Πλήρης (Υψηλές T προτιμάται το Mg). Fe +2 <=> Mn +2 Fe +2 (6) 0.78 Mn +2 (6) 0.83 Πλήρης, αλλά μπορεί να περιορίζεται λόγω μικρής συγκέντρωσης Mn. Mg +2 <=> Mn +2 Mg +2 (6) 0.72 Na +1 <=> K +1 Na +1 (8) 1.18 K +1 (8) 1.51 Mn +2 (6) 0.83 Μερική Πλήρης σε υψηλή Τ Μερική σε χαμηλή Τ Παράδειγμα Ολιβίνη: Mg 2 SiO 4 - Fe 2 SiO 4 Πυρόξενοι: MgSiO 3 - FeSiO 3 CaMgSi 2 O 6 - CaFeSi 2 O 6 Βιοτίτης: KMg 3 AlSi 3 O 10 (OH) 2 - KFe 3 AlSi 3 O 10 (OH) 2 Τρεμολίτης Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2 - Ferroactinolite Ca 2 Fe 5 Si 8 O 22 (OH) 2 Σιδηρίτης Fe(CO) 3 - Ροδοχρωσίτη - Mn(CO) 3 Αλκαλικούς Αστρίους: NaAlSi 3 O 8 - KAlSi 3 O 8 Fe +3 <=> Al +3 Fe +3 (6) 0.65 Al +3 (6) 0.54 Περιορισμένη Αλκαλικούς Αστρίους Br -1 <=> Cl -1 Br-1(6) 1.96 Cl-1(6) 1.81 Πλήρης KCl - KBr (OH) -1 <=> F -1 (OH) -1 (4) 1.38 F -1 (4) 1.31 Πλήρης Βιοτίτης: K(Mg,Fe) 3 AlSi 3 O 10 (OH,F) 2 Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης 1

Υποκαταστάσεις ιχνοστοιχείων Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης 2

Υποκαταστάσεις ιχνοστοιχείων (προσμίξεις στα ορυκτά) Συνήθης υποκαταστάσεις στα πυριτικά ορυκτά είναι: Ta +5 (0.64 A) -> Nb +5 (0.64 A) Hf +4 (0.71 A) -> Zr +4 (0.72 A) (ίδια ομάδα) Ga +3 (0.62 A) -> Al +3 (0.54 A) Fe +2 (0.78 A) -> Mg +2 (0.72 A) Τα δευτερεύοντα ιόντα που υποκαθιστούν τα κύρια ιόντα, ονομάζονται «καμουφλαρισμένα». Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης 3

2 ος κανόνας ίδιο φορτίο διαφορετική ακτίνα Όταν δύο ιόντα έχουν το ίδιο φορτίο αλλά διαφορετικές ακτίνες, τελικά το ιόν με τη μικρότερη ακτίνα θα προτιμηθεί στο ορυκτό (και όχι στο τήγμα) γιατί τα μικρότερα ιόντα σχηματίζουν ισχυρότερους ιοντικούς δεσμούς. Παράδειγμα: κατά την κρυστάλλωση του μάγματος, ο ολιβίνης που κρυσταλλώνεται πρώτος τείνει να είναι εμπλουτισμένος σε Mg +2 (0.72 A) συγκριτικά με τον Fe +2 (0.78 A). Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης 4

Το Mg +2 έχει μικρότερο μέγεθος από τον Fe +2 και εισέρχεται πρώτο στους κρυστάλλους του ολίβίνη Διάγραμμα φάσεων του Ολιβίνη (P = 1 Atm). Bowen & Shairer (1932), Amer. J. Sci. 5th Ser., 24, 177-213. Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης 5

Κρυσταλλική δομή του Ολιβίνη Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης 6

3 ος κανόνας παρόμοιες ακτίνες διαφορετικά φορτία Όταν δύο ιόντα έχουν παρόμοιες ακτίνες αλλά διαφορετικά φορτία ανταγωνίζονται για μια θέση στο κρυσταλλικό πλέγμα σε σχέση με το τήγμα, τελικά στο ορυκτό εισέρχεται (προτιμητέο) το ιόν με το υψηλότερο φορτίο (ή ιοντικό δυναμικό z/r), γιατί αυτό σχηματίζει ισχυρότερους ιοντικούς δεσμούς. Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης 7

3 είδη υποκαταστάσεων ιχνοστοιχείων 1) Καμουφλαρισμένη (CAMOUFLAGE) 2) Σύλληψη (CAPTURE) 3) Αποδοχή (ADMISSION)

Συγκλάλυψη (CAMOUFLAGE) Το ιχνοστοιχείο έχει ίδιο φορτίο και παρόμοια ακτίνα (άρα σχεδόν ίδιο ιοντικό δυναμικό) με το κύριο στοιχείο δεν υπάρχει προτίμηση. Zr 4+ (0.80 Å); Hf 4+ (0.79 Å) Το Hf δεν σχηματίζει ορυκτά άρα βρίσκεται καμουφλαρισμένο στο ζιρκόνιο (zircon - ZrSiO 4 )

Σύλληψη (CAPTURE) Το ιχνοστοιχείο προτιμάται στον κρύσταλλο περισσότερο απ ότι το κύριο στοιχείο γιατί έχει υψηλότερο ιοντικό δυναμικό. Παράδειγμα: K-Άστριος συλλαμβάνει Ba 2+ (1.44 Å; Z/r = 1.39) ή Sr 2+ (1.21 Å; Z/r = 1.65) στη θέση του K + (1.46 Å, Z/r = 0.68). Απαιτείται παράλληλη υποκατάσταση για την εξισορρόπηση του φορτίου : K + + Si 4+ Sr 2+ (Ba 2+ ) + Al 3+

Αποδοχή (ADMISSION) Το ιχνοστοιχείο εισέρχεται στον κρύσταλλο έχοντας ιοντικό δυναμικό μικρότερο από αυτό του κύριου ιόντος. Παράδειγμα το Rb + (1.57 Å; Z/r = 0.637) για K + (1.46 Å, Z/r = 0.68) in K-feldspar. Εδώ προτιμητέο είναι το κύριο ιόν. ο Βιοτίτης «δέχεται» στο πλέγμα του Li + (0.76 A) για να αντικαταστήσει το Mg +2 (0.72 A)

5 ος κανόνας (Ringwood) Ringwood (1955) παρατήρησε ότι: Ακόμα και αν ικανοποιούνται οι απαιτήσεις της ακτίνας και του φορτίου, κάποιες υποκαταστάσεις δεν μπορούν να γίνουν λόγω μεγάλης διαφοράς ηλεκτραρνητικότητας των στοιχείων π.χ Cu +2 (0.73 A, 1.90) Mg +2 (0.72 A, 1.31) Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης 12

5 ος κανόνας (Ringwood) Μεταξύ δύο ιόντων που ικανοποιούν τις απαιτήσεις και της ακτίνας και του φορτίου για διαδοχικές υποκαταστάσεις στην κρυσταλλική δομή, θα προτιμηθεί το ιόν με τη μικρότερη ηλεκτραρνητικότα. Αυτό συμβαίνει γιατί το ιόν αυτό δημιουργεί πιο ισχυρούς, ιοντικούς δεσμούς. Η προτιμητέα διαφορά ηλεκτραρνητικότητας είναι <0.1. π.χ, στα Κ-ορυκτά, δεν είναι δυνατή η υποκατάσταση Pb +2 (1.19 A) (electr.=1.8) K + (1.38 A) (electr. = 0.82) Pb συγκεντρώνεται στο υπολειμματικό μάγμα Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης 13

Συνοψίζοντας Κανόνας Προτιμητέα υποκατάσταση 1 ος Goldschmidt ίδιο φορτίο και ίδια ακτίνα και τα δύο ιόντα ανάλογα με την συγκέντρωση τους 2 ος ίδιο φορτίο διαφορετική ακτίνα Ιόν μικρότερης ακτίνας 3 ος παρόμοιες ακτίνες διαφορετικά φορτία Ιόν υψηλότερου φορτίου 4 ος διαφορά φορτίου 1 μονάδας παράλληλες υποκαταστάσεις 5 ος Ringwood Ίδιο φορτίο παρόμοια ακτίνα Ιόν με τη μικρότερη ηλεκτραρνητικότητα Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης 14

Συνοψίζοντας Παράγοντες που επηρεάζουν τις υποκαταστάσεις: α) Ιοντική ακτίνα, β) φορτίο ιόντος γ) ηλεκτραρνητικότητα Ιόντα που δεν γίνονται δεκτά, λόγω μεγέθους στο πλέγμα των ορυκτών λέγονται μη ανταγωνιστικά (incompatible) - εμπλουτίζουν το υπολειμματικό μάγμα (αυτό που δεν έχει κρυσταλλωθεί) - K +, Rb +, Cs +, Sr 2+, Ba 2+, REU, Zr 4+, Hf 4+, Nb 5+,Ta 5+, Th 4+ Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης 15

Συμπεριφορά των ιχνοστοιχείων Σπάνιες Γαίες (REE) : Λανθανίδες & Υ

Σπάνιες Γαίες & Υ 1) Σπάνιες Γαίες (Λανθανίδες): - κοινό σθένος (+3), εξαιρείται Ce (+4), Eu (+2, +3) - ιοντικό ακτίνα 2) Υ ~ Βαριές Σπάνιες Γαίες (HREE) Ισχυρά ηλεκτροθετικά Ηλεκτραρνητικότητα Λανθανιδών <1.2) - Ιοντικούς δεσμούς - προσομοιάζουν με σκληρές σφαίρες 3) Ακτινίδες (U, Th): υψηλότερη ηλεκτραρνητικότητα - σθένος Τh: +4 - σθένη U: +6, +4 (ανάλογα με την κατάσταση οξείδωσης - pe) - σχετικά μη διαλυτά, σε σχέση με τα άλλα αλκάλια & αλκαλικές γαίες (εξαίρεση UO 2-2 ) - υψηλό ιοντικό δυναμικό - ισχυρά μη ανταγωνιστικά, παρόμοια συμπεριφορά

Υποκαταστάσεις των REE HREE (+3) -> υποκαθιστούν Al +3 στο γρανάτη (Mg, Fe, Mn) 3 Al 2 Si 3 O 12 Eu +2 -> Ca +2 στα πλαγιόκλαστα

Σπάνιες Γαίες Ιοντική ακτίνα μειώνεται σταθερά από τις ελαφρές (LREE) -> βαριές (HREE) «Συρρίκνωση των Λανθανιδών» Γεωχημική συμπεριφορά των REE μεταβάλλεται ελαφρά, με αύξηση της ανταγωνιστικότητας από LREE (La) -> HREE (Lu).

Διαγράμματα των REE και προέλευση του μάγματος Η αφθονία των REE στο πέτρωμα μας δίνει πληροφορίες: α) για τα ορυκτά που κρυσταλλώνονται σε ένα μάγμα ή που παραμένουν υπολλειματικά στην πηγή του μάγματος, β) για την οξειδωτική κατάσταση του μάγματος, και γ) τα διαγράμματα των REE είναι χαρακτηριστικά για την προέλευση του μάγματος (μανδύα, φλοιό)

Διάγραμμα REE White 2015. A rare earth, or Coryell- Masuda plot in which concentrations are normalised to the average of ordinary chondrites. The CI1 carbonaceous chondrite Orgueil.

Στοιχεία Υψηλού Δυναμικού ΗFSE: Zr, Hf, Ta, Nb (Th, U) Πεδίου (HFSE) - λόγο του υψηλού φορτίου (+4) -> μικρή ιοντική ακτίνα -> ιδιαιτέρως αδιάλυτα στοιχεία σε συνθήκες επιφανείας ή σε συνθήκες μεταμόρφωσης -> οι υποκαταστάσεις τους συχνά δεν είναι ενεργειακά εφικτές/μη προτιμητέες -> Μη ανταγωνιστικά στοιχεία Μη ανταγωνιστικά στοιχεία (παραμένουν στο τήγμα) -> Δίνουν σημαντικές πληροφορίες για την προέλευση των αρχαίων πυριγενών πετρωμάτων -> Nb, Ta : πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις σε μάγματα που σχηματίζονται σε τεκτονικό περιβάλλον σύγκλισης

Ευγενή μέταλλα (noble metals), ή πλατινοειδή (PGE) Rh, Ru, Pd, Os, Ir, Pt, Au Ιδιότητες: - Ισχυρό σιδηρόφιλο χαρακτήρα - και χαλκόφιλο (σχηματίζουν S-ουχες ενώσ - εις) - Α)ομάδα του Ιr (Ir, Os, Ru) -> χρωμίτες, σουλφίδια σε υπερβασικά - Β) ομάδα του Pd (Rh, Pd, Pt) -> μαγματικά σουλφίδια Fe, Ni, Cu σε γάββρους

Τήγμα Το τήγμα αποτελείται από πυρίτιο (Si) και οξυγόνο (O) κυρίως. Το Si και το O πολυμερίζονται (π.χ πλέγμα ή ιστό) στο τήγμα σε διαφορετικό βαθμό πόσο σταθερό είναι το πλέγμα αυτό δεν είναι σίγουρο.. Το ιξώδες του τήγματος αυξάνει όσο αυξάνει η περιεκτικότητα σε Si π.χ., όσο πιο πυριτικό γίνεται τόσο μεγαλύτερη αντίσταση στη ροή έχει, και αυτό ίσως οφείλεται στον πολυμερισμό?? Υπάρχει και H 2 O στο μάγμα τυπικά από 2-6% H 2 O μειώνει την θερμοκρασία τήξης του μάγματος. Τι σημαίνει αυτό για την κρυστάλλωση των ορυκτών?

Ισσοροπία κρυστάλλου - τήγματος Η πολλαπλή ζώνωση με απότομη διακοπή ζώνωση αποτελεί ένδειξη για μη ύπαρξη ισσοροπίας μεταξύ τήγματος-κρυστάλλου πλαγιοκλάστου