Органический минерал представляет собой органическое соединение , в минеральной форме. Органическое соединение представляет собой любое соединение , содержащее углерод, кроме некоторых простых, обнаруженных до того 1828. Есть три класса органического минерала: углеводороды (содержащие только водород и углерод ), соли из органических кислот , а также разных. Органические минералы встречаются редко и, как правило, имеют особые свойства, такие как окаменелые кактусы и гуано летучих мышей . Минералоги использовали статистические модели, чтобы предсказать, что существует больше неоткрытых органических минеральных видов, чем известных.
Определение
В общем, органическое соединение определяется как любое соединение, содержащее углерод, но некоторые соединения исключены по историческим причинам. До 1828 года химики считали, что органические и неорганические соединения принципиально отличаются друг от друга, причем первые требовали жизненной силы, которая могла исходить только от живых организмов. Затем Фридрих Велер синтезировал мочевину путем нагревания неорганического вещества, называемого цианатом аммония , доказав, что органические соединения также могут быть созданы неорганическим способом. Тем не менее, углеродсодержащие соединения, которые уже были классифицированы как неорганические, не были реклассифицированы. К ним относятся карбиды , простые оксиды углерода, такие как монооксид углерода и диоксид углерода , карбонаты , цианиды и минералы элементарного углерода, такие как графит и алмаз . [1] [2]
Органические минералы редки и их трудно найти, часто они образуют корки на трещинах. [1] [2] Ранние описания органических минералов включают меллит в 1793 году, гумбольдтин в 1821 году и идриалит в 1832 году. [1] [2]
Типы
В предлагаемой 10 - е издание о классификации никель-Strunz , [3] органические минералы один из десяти основных классов полезных ископаемых. Класс делится на три подкласса: соли органических кислот, углеводородов и различных органических минералов. [4]
Углеводороды
Как следует из названия, углеводородные минералы полностью состоят из углерода и водорода. Некоторые из них представляют собой неорганические формы соединений полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Например, редкий минерал , известный либо как карпатит , karpatite или pendletonite представляет собой почти чистый коронен . Карпатит откладывается в виде бледно-желтых хлопьев в трещинах между диоритом ( магматическая порода ) и аргиллитом (осадочная порода); он ценится за красивую синюю флуоресценцию в ультрафиолетовом свете . [5] Другие РАС соединения , входящие в виде минералов включают флуорен как kratochvilite ; и антрацен в виде раватита. [5] [6] [7] Другие представляют собой смеси: кертисит содержит несколько соединений ПАУ, включая дибензофтор, пикен и хризен , в то время как наиболее распространенными компонентами идриалита являются трибензофлуорены. [6] Одна из теорий их образования включает захоронение соединений ПАУ до тех пор, пока они не достигнут температуры, при которой может происходить пиролиз , с последующим гидротермальным переносом к поверхности, во время которого состав выпадающих в осадок минералов зависит от температуры. [6]
Соли органических кислот
Соль органической кислоты - это соединение, в котором органическая кислота объединена с основанием . Самая крупная такая группа - оксалаты , в которых сочетаются C
2О2-
4с катионами . Большая часть имеет присоединенные молекулы воды; примеры включают weddellite , whewellite и zhemchuzhnikovite . Оксалаты часто связаны с определенными ископаемыми биологическими материалами, например, с ведделлитом с кактусами; оксаммит с гуано и яичной скорлупой птиц; глушинскит с лишайником ; гумбольдтин, степановит и увеллит с опадом листьев; и гумбольдтин, степановит и увеллит с углем . Там, где растительный материал, такой как корни деревьев, взаимодействует с рудными телами, можно найти оксалаты с переходными металлами ( мулуит , уитлеит). [7]
Другие соли включают соли формиата (CHOO - ), такие как формикаит и дашковаит; и соли ацетата (C 2 H 3 O 2 - ), такие как ацетамид и кальклацит . [7] Йоанневмит - первый официально признанный минерал изоцианурат . [8]
Разнообразный
Некоторые органические минералы не попадают в указанные выше категории. К ним относятся порфирин никеля ( NiC
31 годЧАС
32N
4), тесно связанный с биологическими молекулами, такими как гем (порфирин с железом в качестве катиона) и хлорофилл ( катион магния ), но сам по себе не встречается в биологических системах. Вместо этого он находится на поверхности трещин в горючих сланцах. [7] Мочевина, полученная из гуано летучих мышей и мочи, также встречается в виде минерала в очень засушливых условиях. [2] В некоторых классификациях, в классификациях Даны и Штрунца, янтарь считается органическим минералом, но эта классификация не одобрена Международной минералогической ассоциацией (IMA). [9] Другие источники называют его минералоидом, потому что он не имеет кристаллической структуры. [10]
Углеродно-минеральный вызов
По состоянию на 2016 год IMA признало десять углеводородных минералов, десять различных органических минералов, 21 оксалат и более двух десятков других солей органических кислот. [2] [3] Однако Роберт Хейзен и его коллеги проанализировали известные виды углеродсодержащих минералов, используя статистический метод, называемый моделью большого числа редких событий (LNRE), и предсказали, что по крайней мере 145 таких минералов еще предстоит обнаружить. . Многие неоткрытые органические минералы могут быть отнесены к известным видам за счет различных замещений катионов. Hazen et al. предсказывают, что по крайней мере еще три кристалла ПАУ ( пирен , хризен и тетрацен ) должны появиться в виде минералов. Известно 72 синтетических оксалата, некоторые из которых могут встречаться в природе, особенно рядом с ископаемыми организмами. [7] Чтобы способствовать открытию большего количества углеродных минералов, Deep Carbon Observatory выступила с инициативой, известной как Carbon Mineral Challenge . [11]
Смотрите также
- Классификация органических минералов
- Kerogen
Рекомендации
- ^ a b c Сигер, Спенсер Л .; Слабо, Майкл Р. (2013). Химия сегодня: общая, органическая и биохимия . Cengage Learning . С. 361–362. ISBN 9781285415390.
- ^ а б в г д Венк, Ханс-Рудольф; Булах, Андрей (2016). Минералы: их строение и происхождение . Издательство Кембриджского университета . С. 473–477. ISBN 9781316425282.
- ^ а б Миллс, Стюарт Дж .; Хатерт, Фредерик; Никель, Эрнест Х .; Феррарис, Джованни (2009). «Стандартизация иерархии групп минералов: приложение к недавним предложениям по номенклатуре» (PDF) . Европейский журнал минералогии . 21 : 1073–1080. DOI : 10.1127 / 0935-1221 / 2009 / 0021-1994 . Архивировано из оригинального (PDF) 17 февраля 2011 года . Проверено 8 сентября 2017 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
- ^ «Классификация Никеля-Штрунца - ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, 10-е издание» . Mindat.org и Институт минералогии Гудзона . Проверено 8 сентября 2017 года .
- ^ а б Potticary, Джейсон; Jensen, Torsten T .; Холл, Саймон Р. (29 августа 2017 г.). «Наноструктурное происхождение голубой флуоресценции в минерале карпатит» . Научные отчеты . 7 (1). DOI : 10.1038 / s41598-017-10261-ш . PMC 5575318 . PMID 28852091 .
- ^ а б в Ли, Милтон (1981). Аналитическая химия полициклических ароматических соединений . Оксфорд: Elsevier Science . С. 19–21. ISBN 9780323149037.
- ^ а б в г д Hazen, Роберт М .; Hummer, Daniel R .; Хистад, Грета; Даунс, Роберт Т .; Голден, Джошуа Дж. (1 апреля 2016 г.). «Экология углеродных минералов: прогнозирование неоткрытых минералов углерода» (pdf) . Американский минералог . 101 (4): 889–906. DOI : 10,2138 / ч 2016-5546 . Проверено 8 сентября 2017 года .
- ^ «Жоанневмита» . mindat.org . Гудзоновский институт минералогии . Проверено 1 марта 2018 .
- ^ Бартелми, Дэвид. «Янтарные минеральные данные» . Минералогическая база данных . webmineral.com . Проверено 8 сентября 2017 года .
- ^ Артиоли, Гилбертолини, изд. (2010). Научные методы и культурное наследие: введение в применение материаловедения к археометрии и науке о сохранении . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета . п. 373. ISBN 9780199548262.
- ^ Уилсон, Элизабет К. «Начинается всемирная охота на недостающие углеродные минералы» . Scientific American . Проверено 8 сентября 2017 года .
дальнейшее чтение
- Блумер, Макс (март 1976). «Полициклические ароматические соединения в природе». Scientific American . 234 (3): 35–45. DOI : 10.1038 / Scientificamerican0376-34 . JSTOR 24950303 .
- Хазен, РМ; Даунс, РТ; Kah, L .; Сверженский, Д. (13 февраля 2013 г.). «Эволюция углеродных минералов». Обзоры по минералогии и геохимии . 75 (1): 79–107. DOI : 10.2138 / rmg.2013.75.4 .