КЛАСС 3. СУЛЬФАТЫ

Общие замечания. Необходимо прежде всего напомнить, что геохи мия серы характеризуется своеобразными особенностями, не свой ственными многим химическим элементам. Помимо того что этот эле мент способен давать электрически нейтральные 8 атомные молекулы S8 (см. о самородной сере), он образует различно заряженные положитель ные и отрицательные ионы. Как мы знаем, существуют отрицательно заря женные ионы S2– (аналог O2–) и [S2]2– как продукты электролитической дис социации H2S. С этими анионами связано образование сульфидов. В окислительной обстановке сера может давать молекулярное соединение SO2 (сернистый газ), а в растворах — комплексные анионы [SO3]2– и в бо лее окислительной среде [SO4]2–, в которых участвуют катионы S4+ и S6+ соответственно. Кристаллические образования, представляющие собой со единения металлов с этими анионами, называются сульфитами (всего два минеральных вида) и сульфатами (широко распространены в природе).

Таким образом, возникновение сернокислых солей металлов может происходить лишь в условиях повышенной концентрации кислорода или, как говорят, при повышенном парциальном давлении кислорода в окру жающей среде и при относительно низких температурах. Такие условия в земной коре, как известно, создаются вблизи земной поверхности, где и встречается подавляющая масса этих соединений как эндогенного, так и экзогенного происхождения.

Хотя среди минералов этого класса мы наблюдаем большое разнооб разие соединений, однако число устойчивых и широко распространен ных в земной коре сульфатов сравнительно невелико.

Для такого крупного комплексного аниона, каким является [SO4]2–, стойкие кристаллические структуры возможны лишь при сочетании этого аниона с крупными двухвалентными катионами. Действительно, как мы увидим, наиболее устойчивы сульфаты Ba, Sr и Pb. Катионы с меньшими ионными радиусами входят в состав сульфатов лишь в гидратированном состоянии, т. е. будучи одеты в «рубашку» из молекул Н2О. При этом чем меньше катион, тем большее количество молекул Н2О способно с ним свя заться. Для богатых водой сульфатов количество Н2О для одного и того же типа соединения может меняться в зависимости от давления паров Н2О во внешней среде. Так, например, для сульфата закиси железа существуют соли с семью, шестью, пятью и одной молекулами Н2О. Все они отличаются друг от друга своими особенностями кристаллических структур.