解放军文职招聘考试元素地球化学亲和性

 1.元素地球化学亲和性：1）定义：指元素形成阳离子的能力及阳离子在自然体系中有选择地与某阴离子化合的倾向性。2）亲和性包括: ①亲氧性(亲石性) ---阳离子和氧结合成离子键为主的氧化物和硅酸盐的性质。亲氧元素离子最外层具有S2P6惰性气体型的8电子结构,电负性小,多为顺磁性,氧化物生成热>FeO的生成热,集中分布于岩石圈；与氧亲和力强。亲氧元素主要有---碱金属、碱土金属、稀土元素、稀有元素等--Li 、Na 、K 、Rb 、Cs 、Mg 、Ca 、Sr 、Ba 、Al 、Zr 、Hf 、Nb 、Ta 、REE等。亲氧元素主要熔于硅酸盐熔体；②亲硫性(亲铜性) ---阳离子和硫结合成共价键为主的硫化物和硫盐的性质。亲硫元素其离子最外层具有S2P6d10的铜型18电子结构,具较大的电负性和离子半径、较低的电价；多为逆磁性,氧化物生成热<FeO的生成热,集中分布于硫化物-氧化物过渡圈。主要熔于硫化铁熔体；亲硫元素主要有成矿元素--Cu 、Pb 、Zn 、Au 、Ag等。③亲铁性---指元素以金属状态产出的一种倾向性。亲铁元素离子最外层有8--18过渡型电子结构,多为强磁性,氧化物生成热最小,与氧和硫的亲合力均弱,易熔于熔铁，集中分布于铁镍核。在O和S缺乏的体系中,一些金属不能与阴离子形成化合物,只能以自然金属形式存在,它们以金属键结合,与铁共生。亲铁元素有---Fe、Co 、Ni 、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt等 .④亲气性--原子最外层8电子, 原子容积最大,熔点、沸点低, 以气体形式存在，具挥发性，集中在大气圈. 如:O2 、 N2 、H2 、 Ne 、 Ar、Kr等。⑤亲生物性:这些元素富集在生物圈,组成或进入生物体。 如: C 、 O 、N 、 H 、 P 、 B 等。

2.化学反应制动原理：在氧不足的体系中, 元素与氧化合按自由能ΔGf由高负值---低负值顺序进行（结合顺序按-ΔGf的大小决定）,到铁由于其丰度高,可以消耗掉全部剩余的氧,以致使多余的铁和硫化合或呈自然铁存在,而使排在铁后面的元素不能与氧化合.铁起到化学反应的“制动剂” 作用,这一现象称为～

3.若两种离子半径相似而电价不同, 则较高价离子优先进入晶格, 集中于较早期结晶的矿物中，称为“捕获”；而较低价离子集中于较晚期结晶的矿物中，称为“容许”。如Sc3+（角闪石、辉石，基性岩中）与Li+（黑云母与电气石，酸性岩或伟晶岩中）,Y3+（磷灰石、榍石、和萤石）与Na+（斜长石）

4.内潜同晶：两种离子浓度大致相等,而一种元素以分散量进入另一元素的晶格内,可以分出主要元素和次要元素时,这时次要元素就隐蔽在主要元素之中,称为内潜同晶.

5.残余富集：指类质同象影响微量元素的集中和分散的一种情况，在岩浆结晶分异过程中,能够与主量元素发生类质同象的微量元素会“晶体化学分散”,例如Rb因与K类质同象而分散；不能与主量元素发生类质同象的微量元素，则在残余熔体中富集，有可能在适当的条件下形成副矿物，或者转入岩浆期后热液中富集成矿，即“残余富集”。

6.补偿类质同象：指组分浓度不同影响元素类质同象置换规律的情况。一种熔体或溶液中如果缺乏某种成分,则从中晶出包含此种组分的矿物时,熔体或溶液中与之性质相似的其它元素就可以类质同象混入物的形式加以补充,称为“补尝类质同象”.如钒钛磁铁矿Fe2+(Fe,V,Ti)23+O4,当Fe2O3浓度过小时,不形成磁铁矿,V2O3,Ti2O3补偿Fe2O3进入磁铁矿晶格中而形成.

7. 类质同象的意义在于：类质同像是自然界化合物中一种十分普遍的现象，它是支配地壳中元素共生组合的一个重要因素，特别是对一些微量元素，是决定它们在自然界活动状况的主要因素1)确定了元素的共生组合（包括微量元素和常量元素间的制约、依赖关系）2)决定了元素在共生矿物间的分配3)支配微量元素在交代过程中的行为4)类质同象的元素比值可作为地质作用过程和地质体成因的标志5)标型元素组合6)影响微量元素的集中或分散（晶体化学分散或残余富集）7)为地质找矿及环境研究服务。 

8.超显微非结构混入物：指元素在地壳中的一种赋存形式，为一种颗粒极细的混入物其最大的特点是不占据主矿物的晶格位置因而是独立化合物但又不能分离出来或进行矿物学研究的颗粒。

9.元素地球化学迁移的研究方法：1) 元素在岩石、矿物中的含量（分配）2) 元素存在形式的研究3) 元素含量的空间分布4)实验研究5)建立成矿模型。 

1.戈尔德施密特地球化学分类和依据：根据化学元素的性质及其在各地球层圈内分配之间的关系，将元素分为4个地球化学组：①亲石元素，离子最外层具有2个或8个电子，呈惰性气体型稳定结构，与O、F、Cl亲和力强，多组成氧化物或含氧盐，特别是硅酸盐，形成大部分造岩矿物，并主要集中在岩石圈；②亲铜元素，离子最外层具有18个电子的铜型结构，与S、Se、Te亲和力强，多形成硫化物和复杂硫化物；③亲铁元素，离子最外层具有8～18个电子的过渡型结构，与O及S的亲和力均较弱，主要集中在地球深部的铁镍核中；④亲气元素，原子最外层具有8个电子，化学活动性较差，主要呈原子或分子状态集中在地球的大气圈中。此外，戈尔德施密特还划分出亲生物元素（主要是C、N、H、O、P等），这些元素多富集在生物圈中。

2.元素具有地球化学亲和性的原因：1）元素的基本化学性质：（1）元素的电子层结构或电离能因素：如，亲铁元素Fe、Co 、Ni 、Os、Ir、Pt、Cu 、Ag 、Au等的特征是d亚层充满或近充满的18或近18电子结构,具较高的电离能。在化学反应中能保持原子的电子不被剥夺，也无力夺取外来电子，保持电中性，而无亲阴离子性。（2）元素的电负性因素。元素离子的电负性与O2-和S2-的差值反映其亲氧或亲硫的倾向。元素离子的电负性与O2-电负性的差值越大，反映其亲氧性倾向；反之亲氧性减弱。元素离子的电负性与S2-电负性的差值越大，反映其亲硫性倾向越弱；反之亲硫性越强。2）化合反应的能量效应(符合体系总自由能ΔGf最低法则)：①金属的亲氧和亲硫性按按金属元素氧化物和硫化物的生成自由能ΔGf由高负值---低负值顺序排列。一般说，亲氧性强，其亲硫性就弱，反之亦然。 金属与氧生成自由能ΔGf由高负值---低负值排列顺序为:Ca 、Th 、Mg 、Al 、Zr 、U 、Ti 、Si 、V 、Na 、Mn 、Cr 、 K 、Zn 、W 、Sn 、Mo 、Fe 、Co 、Ni 、Pb 、Cu 、 Bi 、    Pd 、 Hg 、 Ag.②自然界地球化学体系都趋向于体系能量最低，故而存在着电价、半径、电负性极性对应等结合规律。电价：高（阳离子）对高（阴）、低对低；半径：大（阳离子）对大（阴）、小对小；电负性极性：电负性大（阴离子）对小（阳）、小对大。3）元素的丰度因素与化学反应的制动原理：上地壳:阴离子(丰度，下同) > 阳离子--阳离子高价态; 地幔:阴离子 < 阳离子---阳离子低价态;整个地球: 阴离子<<阳离子-阳离子出现金属态:Fe0和Ni0 ，Pt族，Au，Hg，Ag等； 多具亲铁性。由于化学反应制动原理，排在FeO、FeS后的元素（—ΔGf）不能与氧和硫结合，多具亲铁性