Карбонаты. Карбона́ты и ги́дрокарбонаты — соли и эфиры угольной кислоты (H2CO3)

Карбона́ты и ги́дрокарбонаты — соли и эфиры угольной кислоты (H2CO3). Среди солей известны нормальные карбонаты (с анионом СО32−) и кислые или гидрокарбонаты (с анионом НСО3−).

КАРБОНАТЫ

Карбонаты относятся к широко распространенным минералам земной коры, хотя известно немногим более 80 минералов этого класса. Карбонаты - это соли угольной кислоты, главным образом Сa2+, Mg2+, Ba2+, Mn2+, Fe2+, Zn2+, Na+, Cu 2+ и редких земель. В состав карбонатов часто входят добавочные анионы ОН-, F-, реже Сl-. Изоморфизм в карбонатах ограничивается преимущественно изовалентными замещениями типа Fе2+ = Mg2+; Mn2+ = Fe2+; Ca2+ = Sr2+. В основе структуры карбонатов лежит анионный радикал [CO3]2-, форма которого равносторонний треугольник (рис. 1). Анионный радикал [СО3]2- не способен к поликонденсации, и все карбонаты по анионному мотиву являются островными минералами. Для карбонатов характерны смешанные связи: ковалентная связь в анионном радикале [CO3]2- и ионная связь между катионом и анионом. В карбонатах с добавочным анионом OH- развиты также водородные связи.

Большинство карбонатов имеет совершенную спайность. На гранях кристаллов и плоскостях спайности характерный стеклянный блеск. Средняя твердость составляет около 3, колеблясь от 1-1,5 (сода) до 3,5-4 (доломит). Основная масса карбонатов бесцветные или белого цвета минералы. Окраска определяется вхождением в состав минералов того или иного иона - хромофора, (Cu-содержащие карбонаты зеленого или синего цвета, Fе - содержащие - светло-желтые до бурого цвета). Наибольшее разнообразие окрасок связано с механическими включениями в карбонаты других веществ и минералов: черный кальцит - включения битума; зеленый - включения хлорита; красный - включения гематита и т.д.

Карбонаты отличаются высокой растворимостью в соляной кислоте с выделением СО2. Обычно легко при нормальных условиях растворяются кальцит, арагонит, малахит, азурит. Большинство же реагируют с HCl только при нагревании или в порошке.

Карбонаты являются составной частью как магматических (кальцит), так и флюидо-гидротермально-метасоматических карбонатитов (доломит, сидерит). Это обычные жильные минералы гидротермальных жил средних и низких температур (в ассоциации с сульфидами). Часто встречаются в скарновых месторождениях. Образуются в осадочных процессах, как органогенных, так и хемогенных (кальцит).

Карбонаты - это обычные минералы кор выветривания силикатных пород в условиях сухого и жаркого климата (магнезит). Карбонаты Zn, Pb, Сu,- характерны для зон окисления рудных сульфидных месторождений (малахит, азурит). Метаморфические процессы ведут к образованию кальцитовых и доломитовых мраморов. Карбонаты легко выщелачиваются, в результате чего появляются различные формы растворения вплоть до громадных карстовых пещер. Карбонаты Fе2+ и Мn2+ легко окисляются с образованием оксидов и гидроксидов.

В настоящем курсе мы рассмотрим островные безводные карбонаты:

• без добавочных анионов
• с добавочными анионами

кальцит Ca[CO3] триг. исландский шпат

магнезит Mg[CO3] триг. (форфоровидный)

сидерит Fe[CO3]

доломит CaMg[CO3]2 триг.

арагонит Ca[CO3] ромб. малахит Cu2[CO3](OH)2 мон.

азурит Cu3[CO3]2(OH)2 мон.

сода Na2[CO3]*10H2O мон.