卤素化合物为金属元素阳离子与卤素元素(、氯、溴、碘、)
阴离子相互化合的化合物。卤素化合物矿物种数约在120种左右,其中主要是
氟化物和
氯化物,而
溴化物和
碘化物则极为少见。
由于组成卤素化合物离子的性质和矿物结构中所存在的键型不同,所以各卤素化合物的
物理性质也不尽相同。另外,由于组成卤素化合物的阴离子半径(I-\u003eBr-\u003eCl-\u003eF-)不相同,显著影响着化合物形成时对阳离子的选择。其中氟离子半径最小,它主要与半径较小的阳离子
ca(clo)2+、Mg2+等组成稳定的化合物,并且大都不溶于水;而氯、溴、碘的离子半径较大,它们总是与半径较大的阳离子K+、Na+等形成易溶于水的化合物。在硬度上,
氟化物的硬度一般比
氯化物、
溴化物、
碘化物为高。其中氟镁石的硬度为5,是本大类矿物中最大的硬度。
卤素化合物的离子、键性和
物理性质对比类型轻金属卤素化合物重金属的卤化物阳离子惰性气体型离子中的钾、钠、钙、镁、铝等元素铜型离子的银、铜、铅、汞等元素
阴离子阴离子在周期表中同属VIIB族阴离子在周期表中同属VIIB族键性典型
离子键共价键物理性质透明无色、玻璃光泽、比重小、导电性差,其中氯化物、溴化物和碘化物均易溶于水有共价键的矿物中,则一般为浅色、透明度降低、金刚光泽、比重增大、导电性增强,并具延展性成因
卤素化合物主要形成于热液和风化过程。热液过程中往往形成
萤石,而风化过程中,氯往往与钠、钾等元素组成溶于水的化合物,然后在干涸的含盐盆地中,形成相应化合物的沉淀和聚积。只见于干热地区金属
硫化物矿床的氧化带中,系由含这些元素的硫化物经氧化后与下渗的含
卤族元素的地面水反应而成。
卤化物类矿物种类很多,它们与人们的生活密切相关,可以说,在人们的衣食住行中,一刻也离不开这些矿物。无水卤化物矿物最普遍,
石盐、
钾盐、铜盐、
角银矿、溴银矿、氯钙石、氟石和
冰晶石等都属于无水卤化物矿物。
石盐由氯和钠两个元素组成。硬度为2.5,比重2.1-2.6,玻璃光泽至油脂光泽。由于含有杂质,常常是白色、淡黄色、淡红色、淡
蓝色或
褐色的。除加工食用外,还可用于食物保存剂;还可与
盐酸、氯、钠、
碳酸钠、
硫酸钠、
氯化钠一起成为重要的化工材料。并可用作制造瓷器、玻璃等的原料。
钾盐与石盐区别在于阳离子不同,钾盐是
氯化钾、
物理性质和石盐相似。由于成分不同,它们的用途也不同。
钾盐是肥料和
硝酸钾的重要原料。它的化合物可供医药、香料、烟火和印刷等行业应用。
氯钙石和氟钙石硬度仅为1-1.5,比重2.2。而氟石硬度为4,比重3-3.5。两种矿物均为玻璃光泽。氯钙石常作为
干燥剂原料。氟石主要是用做制钢和炼铁的
熔剂。它们在
化学工业中有广泛的用途,在饮食器皿的瓷釉及装饰品、人造
冰晶石制作上也离不开氟石。应当提到的是,在医药中它与
钙盐混合可治各类骨科病症。
含水的
氯化物和
氟化物在卤化物矿物中也很重要。含水的氯化物中用途最广的是光石,也叫
光卤石卤石。在
青海省大紫旦湖边人们经常采集到如同
水晶宝塔一样的光卤石晶簇,它是
钾石盐最好的原料。其化学成分是含水的
氯化钾和
氯化镁的组合。如果我们将钾去掉,光卤石在封闭电槽中
电解后,可得到金属镁,镁可用于航空工业,还可民用制作照明原料,如
照明弹、照明粉等。
含水的氟化物、
氟铝石,常呈极小的
晶体,硬度为3,无色透明,玻璃光泽。是用于炼铝的原料。另一种水铝氟石。硬度为4.5。比重2.88-2.89,玻璃光泽。是制作光学器皿的原料。
萤石又称为氟石,化学成分为
氟化钙,晶体属
立方晶系的卤化物矿物。在
紫外线、阴极射线照射下或加热时发出蓝色或紫色萤光,并因此而得名。晶体常呈
立方体、
八面体或立方体的穿插
双晶,集合体呈粒状或块状。浅绿、浅紫或无色透明,有时为玫瑰红色,条痕白色,玻璃光泽,透明至不透明。八面体解理完全。摩氏硬度4,比重3.18。
萤石主要产于热液矿脉中。无色透明的萤石
晶体产于
花岗伟晶岩或萤石脉的晶洞中。中国是世界上萤石矿产最多的国家之一,主要产于
浙江省、
湖南省、
福建省等地。世界其他主要产地有
南非、
墨西哥、蒙古、
俄罗斯、
美国、
泰国、
西班牙等地。
萤石在冶金工业上可用作
助熔剂,在
化学工业上是制造
氢氟酸的原料。
石盐又称岩盐,化学成分为NaCl,晶体都属
立方晶系的卤化物。单晶体呈
立方体,在立方体晶面上常有阶梯状凹陷,集合体常呈粒状或块状。纯净的石盐无色透明,含杂质时呈浅灰、黄、红、黑等色,玻璃光泽。三组立方体解理完全。摩氏硬度2.5,比重2.17。易溶于水。味咸。
钾石盐的化学成分为
氯化钾,
晶体属
立方晶系的卤化物。单晶体呈六面体,集合体常呈粒状或块状。纯净的钾石盐无色透明,含杂质时呈浅灰、浅蓝、红色等,玻璃光泽。三组
立方体解理完全。摩氏硬度2,比重1.99。易溶于水。
鉴定特征:
钾石盐和石盐性质极相似,但钾盐味苦咸且涩,火焰为紫色,而石盐味咸,火焰为黄色。