Ma'ruza Kirish. Tuproqlarning umumiy sayyoraviy ahamiyati va vazifalari

birlamchi minerallar. Tuproqlarni tashkil etuvchi minerallar ikki guruhga bo'linadi: 1) birlamchi va 2) ikkilamchi. Birlamchi minerallar magmatik va metamorfik jinslarning parchalanishi natijasida, ikkilamchi minerallar birlamchi minerallardan hosil bo'ladi (2.3.1-jadval).
Birlamchi minerallardan kremniyning kislorodli birikmalarini (kvars, dala shpatlari, piroksenlar va slyudalar) o'z ichiga olgan minerallar eng keng tarqalgan.
Birlamchi minerallar kimyoviy tarkibi va kristall panjarasining tuzilishida farqlanadi , bu ularning ob-havoga teng bo'lmagan qarshiligini oldindan belgilaydi.

2.3.1-jadval. Magmatik va cho'kindi jinslarning o'rtacha mineralogik tarkibi,% ( Jefris bo'yicha ).

Mineral guruhlar	Magmatik jinslar	Cho'kindi jinslar
birlamchi minerallar
dala shpatlari	57.8	7.0
Amfibollar	16.0	-
Kvarts	12.8	38.8
slyudalar	3.6	20.0
ikkilamchi minerallar
Karbonatlar	1.1	20.0
Loy	0,5	9.0
Limonit	0,2	3.0
Boshqa	8.0	3.0

Minerallarning kristall panjarasining tuzilishi ko'p jihatdan uni tashkil etuvchi ionlarning hajmiga bog'liq yoki agar ionlarning shakli sharsimon deb hisoblasak, u holda ularning radiuslarining kattaligiga bog'liq. Kristallarni tashkil etuvchi birlik hujayralarida kationlar va anionlarning hajmi ularning o'zaro joylashishini belgilaydi. Barqaror strukturaning hosil bo'lishi har bir kation atrofdagi anionlar bilan aloqa qilish sharti bilan sodir bo'ladi. Berilgan ionni o‘rab turgan qarama-qarshi ionlar soni koordinatsion son deyiladi. Koordinatsion sonning qiymati ionlar radiusining nisbatiga bog'liq (2.3.2-jadval). Golshmidtning fikricha, minerallarni tashkil etuvchi asosiy elementlar kationlarining radiuslari quyidagicha:

Ni – 0,78 A ⁰ (10ˉ ⁸ c m ), Na – 0,98, K - 1,33, NH – 1,43, Mg ²⁺ – 0,78, Ca ²⁺ – 1,06, Ba ²⁺ – 1,43, Zn ²⁺ – 0,83, Co ²⁺ – 0,82, C – 0,96, Cu ²⁺ – 0,83, Fe ²⁺ – 0,83, Fe ³⁺ – 0,67, Al ³⁺ – 0,57, B ³⁺ – 0,20, Mn ²⁺ – 0,91, Mn ³⁺ – 0,70, Mn ⁴⁺ – 0,62, Si ⁴⁺ – 0,39, C ^{4 +} – 0,18, Mo ⁴⁺ – 0,68, Ni ⁵⁺ – 0,1-0,2, P ⁵⁺ – 0,35, S ⁶⁺ – 0,34, H ₃ O ⁺ – 1,35 ,
anionlar : O ² ˉ - 1,32, Fˉ - 1,33, Clˉ - 1,81, OHˉ - 1,53, S ² ˉ - 1,81 A ⁰ (10 ^-8 s m ).

2.3.2-jadval. Kristal panjaraning koordinatsion soni va shakli

Kation radiusi nisbati anion radiusiga	muvofiqlashtirish raqam	Shakl muhit
0,15 - 0,22	3	uchburchak
0,22 - 0,41	4	tetraedr
0,41 - 0,73	6	oktaedr
0,73 - 1,37	8	kub
1	12	kuboktaedr

Kation radiusining anion radiusiga nisbati nafaqat uning koordinatsion sonini, balki kristall panjara shaklini va birlik hujayraning tabiatini ham belgilaydi.

Kremniy-kislorodli birikmaning birlik xujayrasi tetraedr bo'lib, uning to'rtta uchini katta O ^{2+ anionlari} ( r = 1,32 A ^{0 )} egallagan va markazda kichik radiusli Si ⁴⁺ ( r) bo'lgan kation joylashgan. = 0,39 A ⁰ ). Ushbu tetraedr silikonning kislorod bilan mavjud bo'lgan barcha birikmalarining asosiy tarkibiy birligidir. SiO ₄ hujayra manfiy zaryadlangan ( Si ning 4 ta musbat zaryadi uchun kislorodning 8 ta manfiy zaryadi mavjud). Hujayraning manfiy zaryadini kationlarni qo'shish yoki boshqa kremniy-kislorodli tetraedralar bilan bog'lash orqali kompensatsiya qilish mumkin.

Tetraedralar bir-biriga uchlari orqali bog'langan, ma'lum kislorod ionlari esa bir vaqtning o'zida ikkita kremniy ionlari bilan bog'langan. Kislorod anionlarining qolgan erkin valentliklari kationlar bilan neytrallanadi. Silikon-kislorodli tetraedralar piroksenlar - entatit ( Mg ₂ Si ₂ O ₆ ), giperston (( Mg ₁ Fe ) ₂ Si ₂ O ₆ ) uchun xos bo'lgan yagona zanjir shaklida uzluksiz tuzilmalar hosil qilishi mumkin . Qo'sh zanjirlar amfibollar guruhi - antofillit ( Mg ₁ Fe ) ₇ Si ₄ O ₁₁ (OH) _{2 tomonidan hosil bo'ladi} . Barglari slyuda kabi tetraedrlar bir-biri bilan uchta cho'qqi bilan tutashtirilganda hosil bo'ladi va tekis qatlam shaklida olti burchakli (olti burchakli) panjara hosil qiladi. Bunday holda, har bir tomonda bir yo'nalishda yo'naltirilgan erkin valentlikka ega kislorod ionlari mavjud. Har bir qatlam ikkinchisiga ulanadi, bu slyuda plastisiyasini beradi.

Agar kremniy-kislorod tetraedralari o'zaro bog'langan bo'lsa, to'rtta kislorod ionining har biri ikkita tetraedraga tegishli bo'lsa, erkin kislorod ionlari bo'lmagan struktura olinadi. Shunga o'xshash strukturada kvarts ( SiO ₂ ) _{n mavjud bo'lib} , u yuqori quvvat bilan ajralib turadi.
Uch o'lchovli ramkalarning bir xil shakli dala shpatlariga ham xosdir, ammo ba'zi tetraedralarda Si Al 3+ ^bilan almashtiriladi . Bunday almashtirish natijasida alyuminiy-kislorod kompleksi ( AlO ₄ ) ⁵ ˉ hosil bo'ladi. U SiO _{4 dan ko'ra ko'proq manfiy zaryadga ega bo'lib} , u u yoki bu kation bilan qoplanadi. Bu dala shpatlari tegishli bo'lgan aluminosilikatlarning kimyoviy tarkibini tushuntirishi mumkin: albit Na [ Al , Si ₃ O ₈ ], anortit Ca [ Al ₂ Si ₂ O ₈ ] va boshqalar. Albitda to'rtta Si ionidan bittasi almashtiriladi. Al ³⁺ tomonidan , hosil bo'lgan manfiy zaryad Na bilan qoplanadi . Anortitda to'rtta Si ^{4+ ionidan ikkita ion} Al ³⁺ bilan almashtiriladi va ikkita manfiy zaryad Ca ²⁺ bilan kompensatsiyalanadi .
Si ^{4+ ioni} Fe ^{3+ ioni} bilan almashtirilgan minerallar ferrisilikatlar deyiladi. Izomorf almashtirishlar kristall panjarada uning hosil bo'lishida sodir bo'ladi, o'rnini bosuvchi ionlarning sifati va miqdori atrofdagi eritmaning tarkibi va konsentratsiyasiga bog'liq.