表面化學亞穩態有哪些

1. 物理化學中如何防止亞穩態的產生

防止過冷水產生可加一些冰塊
防止過飽和溶液產生可以加入晶種
防止液體過熱，可以加入沸石
防止蒸氣過飽和，可以加入固體顆粒 ，例如人工降雨

2. 你知道超出一般人認知的極端物質有什麼嗎

鎵（Gallium），灰藍色或銀白色的金屬，符號Ga，原子量69.723，外圍電子排布4s24p1，位於第四周期第ⅢA族。
鎵，熔點29.76℃，沸點2403℃，硬度1.5～2.5。
受熱至熔點時變為液體，液態鎵很容易過冷，即冷卻至0℃而不固化。
過冷，溫度低於凝固點但仍不凝固或結晶的液體稱為過冷液體。過冷液體是不穩定的，只要投入少許該物質的晶體，便能誘發結晶，並使過冷液體的溫度回升到凝固點。這種在微小擾動下就會很快轉變的不穩定狀態稱為亞穩態。
液態鎵的寬溫度范圍以及它很低的蒸汽壓使它可以用於高溫溫度計和高溫壓力計。
鎵在乾燥空氣中較穩定並生成氧化物薄膜阻止繼續氧化，在潮濕空氣中失去光澤。
微溶於汞，形成鎵汞齊。鎵銦合金可用於汞的替代品。
鎵由液體轉變為固體時，其體積約增大3.2%。由於液態鎵的密度高於固體密度，凝固時體積膨脹，而且熔點很低，儲存時會不斷地熔化凝固，使用玻璃儲存會撐破瓶子和浸潤玻璃造成浪費。鎵能浸潤玻璃，故不宜使用玻璃容器存放。綜上，鎵適合使用塑料瓶（不能盛滿）儲存。
……
經典科幻電影《終結者2》里的「T-1000」液態金屬機器人的變形能力至今令人印象深刻。
2014年9月23日，美國北卡羅來納州一個科研團隊日前研發出一種可進行自我修復的變形液態金屬，距離打造「終結者」變形機器人的目標更進一步。
科學家們使用鎵和銦合金合成液態金屬，形成一種固溶合金，在室溫下就可以成為液態，表面張力為每米500毫牛頓。
這意味著，在不受外力情況下，當這種合金被放在平坦桌面上時會保持一個幾乎完美的圓球不變。
氮化鎵的分子式為GaN，是半導體行業內公認的一種第三代半導體材料。
目前，GaN的應用主要集中在功率、光電和射頻等領域。
其中，藍寶石基氮化鎵廣泛被用來做LED，硅基氮化鎵用來做功率器件，碳化硅基氮化鎵廣泛用於射頻領域。
與硅（Si）、砷化鎵（GaAs）為代表的第一、二代半導體材料相比，GaN具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電壓以及更快的飽和電子漂移速率等物理性質。
「我特別特別喜歡這個GaN（氮化鎵）充電器，攝影師來多拍幾張照片。」在小米10手機的在線發布會上，雷軍絲毫沒有掩飾對小米GaN充電器的喜愛。
小米打出GaN牌後，「友商們」紛紛跟進。
realme在真我X50 Pro發布會上，官宣全系標配GaN充電器，華為、三星、蘋果等均釋放出將使用GaN充電設備的信號。

3. 表面物理化學是研究什麼的

主要介紹了液體表面張力的基本概念及測定方法，固 液界面及濕潤與黏附，溶液吸附等基本概念。介紹了固 固界面與黏附及固體表面的吸附。介紹了表面電化學及其應用。簡述了表面物理化學在一些領域的應用，其中包括在膜科學、表面改性與功能材料及表面活性劑上的應用。主要介紹了有關表面研究的一些測試方法。

4. 化學反應速率和化學平衡知識點有哪些

化學反應速率和化學平衡知識點：

1、化學反應速率（v）。

⑴定義：用來衡量化學反應的快慢，單位時間內反應物或生成物的物質的量的變化。

⑵表示方法：單位時間內反應濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。

⑶計算公式：v=Δc/Δt（υ：平均速率，Δc：濃度變化，Δt：時間）單位：mol/（L·s）。

⑷影響因素：

①決定因素（內因）：反應物的性質（決定因素）。

②條件因素（外因）：反應所處的條件。

2、化學平衡。

⑴定義：化學平衡狀態：一定條件下，當一個可逆反應進行到正逆反應速率相等時，更組成成分濃度不再改變，達到表面上靜止的一種「平衡」，這就是這個反應所能達到的限度即化學平衡狀態。

⑵化學平衡的特徵：

逆（研究前提是可逆反應）。

等（同一物質的正逆反應速率相等）。

動（動態平衡）。

定（各物質的濃度與質量分數恆定）。

變（條件改變，平衡發生變化）。

5. 常見的亞穩定狀態有哪些為什麼會產生亞穩定狀態如何防止亞穩定狀態的產生

常見的亞穩定狀態有：過飽和蒸汽、過熱或過冷液體和過飽和溶液等。產生亞穩定狀態的原因是新相種子難生成。如在蒸氣冷凝、液體凝固和沸騰以及溶液結晶等過程中，由於要從無到有生產新相，故而最初生成的新相，故而最初生成的新相的顆粒是極其微小的，其表面積和吉布斯函數都很大，因此在系統中產生新相極其困難，進而會產生過飽和蒸氣、過熱或過冷液體和過飽和溶液等這些亞穩定狀態，為防止亞穩定態的產生，可預先在系統中加入少量將要產生的新相種子。

6. 一氧化碳是否滿足八電子穩定結構

一氧化碳滿足八電子穩定結構。

一氧化碳分子是不飽和的亞穩態分子，在化學上就分解而言是穩定的。常溫下，一氧化碳不與酸、鹼等反應，但與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高溫能引起燃燒、爆炸，屬於易燃、易爆氣體。

因一氧化碳分子中碳元素的化合價是+2，能被氧化成+4價，具有還原性；且能被還原為低價態，具有氧化性。

(6)表面化學亞穩態有哪些擴展閱讀：

由於一氧化碳分子中碳氧鍵很牢固，需要有很高的活化能，故一氧化碳實際上不能進行無催化分解。當一氧化碳活性吸附在某些物質的晶體表面上時，才有可能進行分解。

一氧化碳和醇在有氫氣存在的情況下反應而生成高一級的醇。如以羰基鈷作催化劑，在溫度為200℃、壓力為30 MPa的條件下，一氧化碳和甲醇、氫氣反應生成乙醇。

7. 載金礦物化學成分特徵

工作中主要對陽山金礦不同類型礦石中成岩期草莓狀黃鐵礦、熱液成礦期第Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ階段的｛100｝,｛210｝黃鐵礦及｛101}+{230｝毒砂單礦物顆粒進行了電子探針測試。系統分析了單礦物顆粒從核心至邊緣環帶的Fe,S,As,Se,Co,Ni,Te,Au等元素的含量，並研究了元素含量變化情況、賦存狀態以及元素間的相互關系等（表6.1），進而為研究陽山金礦的成礦條件、成礦過程及成礦機理等提供重要的依據和信息。

6.2.1載金礦物Fe,As,S等元素含量及其賦存狀態研究

測試結果表明（圖6.7；表6.1），從成岩期至熱液期不同階段，黃鐵礦As的百分含量先增大後減小，S和Fe的百分含量先減小後增加。成岩期和熱液期第Ⅰ階段的黃鐵礦As含量較低，平均含量分別為0.13%和0.23%。隨成礦作用的演化As的含量開始逐漸增加，熱液期第Ⅱ階段黃鐵礦As的含量平均值為4.05%，最高可達9.90%。至熱液期第Ⅲ階段，黃鐵礦As的平均含量又降低為2.35%。

黃鐵礦中Au的含量也呈現相似的變化規律，成岩期黃鐵礦不含金，熱液期第Ⅰ階段黃鐵礦金含量為0.06%，熱液期第Ⅱ階段達到0.07%，至熱液期第Ⅲ階段又降為0.03%，可見在熱液期第Ⅰ，Ⅱ成礦階段，金主要賦存於黃鐵礦中。

黃鐵礦中Fe和S含量的變化趨勢與As剛好相反。在成岩期和熱液期第Ⅰ階段的黃鐵礦中，Fe平均含量分別為46.67%和46.83%;S平均含量分別為52.89%和53.01%，黃鐵礦的平均分子式分別為Fe₁S_1.983和Fe₁S_1.981；在熱液期第Ⅱ階段Fe平均含量降為45.91%,S平均含量降為50.07%，黃鐵礦的平均分子式為Fe₁S_1.908；至熱液期第Ⅲ階段Fe平均含量又增加為46.12%,S含量也增加為50.75%，黃鐵礦的平均分子式為Fe₁S_1.922。可見黃鐵礦中Fe,S含量均呈現先減後增的趨勢，其中Fe的含量在成岩期和熱液期第Ⅰ階段高於黃鐵礦理論百分含量（46.55%），在熱液期第Ⅱ，Ⅲ階段低於理論百分含量；而所測S的含量均低於黃鐵礦理論百分含量（53.45%），且熱液期第Ⅱ，Ⅲ階段S虧損嚴重；從所計算的黃鐵礦平均分子式來看，S相對於Fe也是虧損狀態，而在熱液期第Ⅱ，Ⅲ階段S虧損尤其明顯。可見，陽山金礦從成岩期到熱液期第Ⅱ，Ⅲ階段，成礦系統中元素變化較大，在熱液期主成礦階段許多「雜質元素」（主要為As,Au,Co,Ni等）混入了黃鐵礦，造成其成分的變化。

S和Fe在熱液期第Ⅰ階段的黃鐵礦中百分含量是最高的，這可能反映了此階段S和Fe的物質供應比較充足，雜質元素相對較少，並且成礦流體中S逸度很高，形成了大量的較粗粒｛100｝黃鐵礦。隨著成礦作用的演化，成礦流體中As含量增多，並逐漸進入黃鐵礦中，使得黃鐵礦S和Fe相對含量降低。至熱液期第Ⅱ階段黃鐵礦中As含量達到最高值，而S和Fe含量降至最低，在此階段後期，毒砂開始形成，使得As更多地聚集在毒砂中，黃鐵礦中的As則逐漸減少。熱液期第Ⅲ階段，由於毒砂的大量形成，As基本上聚集在毒砂中，使得黃鐵礦中的S和Fe相對百分含量有所回升（圖6.7）。

表6.1 陽山金礦不同成礦階段黃鐵礦、毒砂等礦物電子探針分析結果w（B）/%

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圖6.7 陽山金礦不同成礦階段黃鐵礦、毒砂Fe-As-S含量相互關系

（據楊榮生，2006）

a,b,c分別為不同成礦階段黃鐵礦之間的Fe-S,Fe-As和S-As關系圖；d,e,f分別為不同成礦階段毒砂的Fe-S,Fe-As和S-As關系圖。O—第Ⅰ階段Py；◆—第Ⅱ階段Py；口—第Ⅲ階段Py；△—第Ⅱ階段Asp；▲—第Ⅲ階段Asp

除上述變化外，黃鐵礦中不同元素之間也存在一定的相關關系。熱液期第Ⅰ階段黃鐵礦的S和As百分含量之間呈現十分微弱的負相關，Fe與As之間沒有明顯的相關關系，Fe和S之間的關系也不明顯；熱液期第Ⅱ階段黃鐵礦中S和As呈強烈的負相關關系，Fe和As也強烈負相關，Fe和S則明顯正相關（圖6.7）。

從熱液期第Ⅱ階段後期開始出現毒砂，且As和S之間具有明顯的負相關關系（圖6.7），同時黃鐵礦中S明顯虧損，因此部分As可能進入了黃鐵礦的晶格中。隨著成礦作用的演化，毒砂中Au含量呈現出明顯的漸增趨勢。熱液期第Ⅱ階段毒砂中Au平均百分含量為0.04%，熱液期第Ⅲ階段為0.11%。這說明從熱液期第Ⅲ階段開始，毒砂成為主要的載金礦物。此外，不同成礦階段的毒砂與理論值相比，普遍顯示As不足而S略有富餘，其分子式可以寫為Fe₁As_0.85S_1.06,As/S比值普遍較低，可能反映了其形成的溫度相對較低。

6.2.2載金礦物As、Au賦存狀態研究

6.2.2.1As在含砷黃鐵礦中的賦存形式及其成礦意義

黃鐵礦晶體結構中，＋2價Fe離子占據立方體晶胞的角頂與面中心，2個S原子以共價鍵結合，形成啞鈴狀[S₂]^2－，對硫原子團與Fe^2＋以離子鍵相結合，理論上Fe與S之間有固定的比值。陽山金礦不同成礦階段黃鐵礦中的Fe和S之間呈現出不同的比值，說明由於As等雜質的影響，黃鐵礦內部的結構已發生一定程度的變異。

研究表明，含砷黃鐵礦的納米級微細結構會隨著砷含量的增加而發生調整（Reich et al.,2006）。在As含量較低的（約為1.2%）情況下主要以亞穩態的固溶體Fe（S,As）₂形式存在，當As含量達到6%～9%時，亞穩態的固溶體將會發生脫溶作用形成較純的黃鐵礦或者立方體狀的Fe As S_Pyr（具有黃鐵礦結構的Fe As S組合），從而使得As直接進入黃鐵礦或者其中的顯微毒砂結構中（Fleet et al.,1989;Palenik et al.,2004;Reich et al.,2006）。陽山金礦不同成礦階段的黃鐵礦中As含量變化較大，而且As與S相關關系也不盡相同，因而其內部結構也應有一定的變化。

如果As只是簡單地混入黃鐵礦，沒有進入黃鐵礦的結構中，那麼黃鐵礦中的Fe和S之間雖然也會呈現出與As的負相關關系，但是Fe/S的比值應該是相對固定的。事實上，陽山金礦不同成礦階段黃鐵礦的Fe/S比值並不恆定。由表6.1可以推出，第Ⅱ階段的含砷黃鐵礦化學分子式總體可以寫為Fe（S_1-xAs_x）₂。可見，陽山金礦黃鐵礦中的As並不是簡單地以機械混入物的形式進入黃鐵礦中，可能還有其他的賦存形式。

如果As進入黃鐵礦結構中，那麼一般只能有兩種可能的取代方式，一種是以As^－的形式取代

中的一個硫而形成As S^2－離子對，此時S與As之間呈負相關關系；另一種是以As^3＋形式取代Fe^2＋。

As在自然流體系統中主要以As^3＋和As^5＋的氧化態存在（Ballantyne et al.,1988;Are-hart et al.,1993）。在黃鐵礦沉澱時的還原性條件下，主要以As^3＋為主（Stauffer et al.,1980）。

根據表面化學的研究成果，在黃鐵礦等硫化物表面的Fe和S位置會形成高活性的缺陷位置（Guevremont et al.,1997;Uhlig et al.,2001），這些缺陷結構充當電子遷移的中心，從而控制氧化反應的進程（Guevremont et al.,1997;Bostick et al.,2000）。選擇性萃取實驗表明，As通常可以吸附在黃鐵礦表面（Huerta-Diaz et al,1992;Cooper et al.,1996）。As被吸附在黃鐵礦表面將會導致黃鐵礦從一般的「n」型半導體向「p」型半導體的黃鐵礦轉變（Mironov et al.,1981），「p」型黃鐵礦將會與溶液中的復雜的陰離子團（如Au

）發生反應（Prokhorov et al.,1971），而且黃鐵礦中的含砷黃鐵礦薄膜充當p-n結的角色，具有強烈靜電特徵和吸附Au的能力（Mironov et al.,1981;Möller et al.,1994,1997）。

Bostick et al.（2003）研究了缺氧環境中As^3＋在隕硫鐵（Fe S）和黃鐵礦（Fe S₂）表面的吸附反應，發現在弱酸性低硫化物含量的流體中，As^3＋同時被吸附在Fe和S的位置形成無定型的Fe As S結構。其中As—S、As—Fe鍵長約為2.4Å

1Å＝10^-10m。，接近毒砂中的As—S、As—Fe鍵長（分別為2.37 A和2.35A）。如果毒砂不能在黃鐵礦表面成核時，那麼在黃鐵礦生成的過程中，Fe As S以黃鐵礦的結構存在（Savage et al.,2000）。已有的XPS（X-ray photoelectron spectros）和電化學的數據（Nesbitt et al.,1994;Chadwell et al.,2001）表明，當As^3＋被吸附在鐵硫化物表面的同時，會有部分Fe和S被氧化，形成Fe-As S和鐵的長鏈多硫化物，例如Fe S₃、Fe S₄，可用反應式表示：

3Fe S+As（OH）₃=Fe S₂+Fe As S+Fe（OH）₃

7Fe S₂+2As（OH）₃=3Fe S₄+2Fe As S+2Fe（OH）₃

Fe S和Fe S₂表面吸附As^3＋能力的強弱與溶液的pH值成正比。當溶液的pH值介於4～5.5時，As^3＋的吸附量大幅度提高。因此，在酸性還原環境下，As可取代黃鐵礦中S而使得S與As呈現明顯的負相關關系。

在As^3＋被吸附而發生上述反應的同時，被氧化的過剩Fe和S的產物則進入溶液。當1mol的As^3＋被吸附時，進入溶液的Fe/S比率為20或者更大（Bostick et al.,2003），這說明進入溶液中的S相對Fe是比較少的。也就是說當As^3＋進入鐵硫化物中時，會有大量的Fe進入溶液，這一過程可以從一個側面解釋陽山金礦中Fe與As的負相關關系（圖6.7b）。

隨著As進入黃鐵礦結構中，Au等重要的成礦元素也隨之就位於黃鐵礦中而導致成礦作用的發生。Arehart et al.（1993）指出含砷黃鐵礦中有兩種取代機制，一種是1個Au^3＋和1個As^＋取代2個Fe^2＋形成（

,As⁺）S₂，另一種是Au^3＋取代Fe^2＋的同時，As^2－取代S－形成

結構，該文作者傾向於第二種取代機制，原因是S+As的原子百分比基本保持在66.7%。陽山金礦黃鐵礦中S+As的原子百分比為65.8%～67.0%，在一個較大的區間內變化。這說明對於陽山金礦，除了上述的第二種取代機制外，可能還有其他的取代機制。

張復新等（2000）研究了秦嶺的金龍山、丘嶺等卡林型金礦後發現，當As進入黃鐵礦結構中，某個復陰離子對便成為[As S]^3－對，並產生一個非平衡的電荷與金屬離子共存，在晶體結構中需要三價陽離子代替二價陽離子。三價離子可以是As^3＋,Au^3＋,Sb^3＋等。這樣，對黃鐵礦和毒砂復硫化物來說，As不但可以置換復陰離子中的S^2－，而且還可替代部分陽離子，使黃鐵礦和毒砂中有過剩的As。如此看來，陽山金礦含砷黃鐵礦中As可能取代了其中的Fe，從而導致熱液期第Ⅱ階段的含砷黃鐵礦中Fe與As之間呈現負相關關系（圖6.7b）。

已有的實驗（Bostick et al.,2003）表明，當成礦流體中硫化物的濃度較低時，在Fe S和Fe S₂表面吸附As^3＋而形成不定形結構的Fe As S，而在硫化物濃度較高的溶液中，則在Fe S和Fe S₂表面形成As₂S₃。陽山金礦熱液成礦期的較晚階段，形成了較多的雌黃和雄黃，表明隨著成礦作用的演化，成礦流體中S含量有所增加，這也可以從毒砂的分子式（Fe₁As_0.85S_1.06）中得到反映，而且成礦體系內的As也以正價的形式出現，表明成礦流體的氧化還原電位逐漸增高，成礦體系趨於開放。

6.2.2.2Au在含砷黃鐵礦中的賦存形式及其成礦意義

Reich et al.（2005）研究表明，如果含砷黃鐵礦中Au/As的摩爾比值大於0.02，則Au主要以納米級的自然金（Au⁰）顆粒的形式存在，沉澱Au的成礦溶液相對於Au⁰來說Au是過飽和的；如果該比值小於0.02,Au在含砷黃鐵礦中主要以固溶體（Au⁺）的形式存在，成礦溶液是Au⁰不飽和的；同時指出，大多數卡林型金礦Au/As的摩爾比值都小於0.02，含砷黃鐵礦都是在Au不飽和的成礦母液中形成的。若只有晶格金（Au⁺）存在，則說明成礦流體中的金是不飽和的，如果金以自然金（Au⁰）的形式存在，說明成礦流體中金是過飽和的（Simon et al.,1999）；兩種形式的金共存表明還原性硫活動性的降低在很大程度上導致卡林型金礦中金的沉澱（Simon et al.,1999b）。

陽山金礦不同成礦階段含砷黃鐵礦的Au/As的摩爾比值各不相同，具體表現為熱液期第Ⅰ階段立方體黃鐵礦Au/As摩爾比值多大於0.02，熱液期第Ⅱ階段五角十二面體含砷環帶狀黃鐵礦Au/As摩爾比值多小於0.02，熱液期第Ⅲ階段細粒黃鐵礦Au/As摩爾比值多小於0.02，那麼根據Reich的理論，陽山金礦熱液期第Ⅰ階段成礦母液的Au是過飽和的，Au在黃鐵礦中可能主要以納米級的自然金（Au⁰）形式存在。從熱液期第Ⅱ階段開始，成礦母液的Au逐漸不飽和，Au在含砷黃鐵礦中可能主要以固溶體（Au⁺）的形式存在。熱液期第Ⅲ階段成礦母液的Au仍然不飽和，Au在含砷黃鐵礦中還是以固溶體（Au⁺）的形式存在。

Co、Ni可以類質同象替代黃鐵礦晶格中的Fe，如果Au,Ag也可以替代黃鐵礦晶格中的Fe，那麼Co+Ni+Au+Ag（%）應該與Fe（%）呈負相關關系。而事實上在陽山金礦，只有在熱液期第Ⅰ階段的黃鐵礦中，Fe與Co+Ni元素之間存在較好的負相關關系（圖6.8），但Fe與As之間並不存在明顯的負相關關系（圖6.7）；而在熱液第Ⅱ，Ⅲ階段，Co和Ni含量基本保持穩定，不隨Fe的含量變化而發生改變，同時Fe與As之間存在明顯的負相關關系。所以在熱液期第Ⅱ，Ⅲ階段的含砷黃鐵礦中，Co和Ni取代Fe的可能性較小。

可見，在熱液期第Ⅰ階段主要是Co,Ni等元素代替黃鐵礦中的Fe，使得黃鐵礦中Fe的相對百分含量有較大的變化，Fe與Co+Ni之間含量呈負相關。此時由於溶液的Eh值較低，使得As主要以As^－的形式存在，As^－取代黃鐵礦中S^－而進入黃鐵礦。從熱液期第Ⅱ階段開始，成礦流體中的As含量大幅度增加。隨著溫度的降低和Eh值的減弱，As大量進入黃鐵礦中，先是以As^－形式取代黃鐵礦[S₂]^2－中的一個硫而形成[As S]^2－離子對，當As含量達到6%～9%時，亞穩態的固溶體發生脫溶作用形成較純的具有黃鐵礦_r結構的Fe As S_py，從而使得As直接進入黃鐵礦或者其中的顯微毒砂結構中（Fleet et al.,1989;Palenik et al.,2004;Reich et al.,2006）。當As－超過黃鐵礦S位置上的最大容納限度時，As則可能進入Fe的位置取代Fe^2＋，從而造成熱液期第Ⅱ和Ⅲ階段黃鐵礦的Fe與As之間也呈現負相關關系。

Reich et al.（2005）認為，Au在含砷黃鐵礦中的多種形式的配位機制（空位、缺陷位置、八面體位置等）導致Au與Fe之間也可能沒有明顯的相關關系，同時含砷黃鐵礦的結構空位可以解釋Fe在含砷黃鐵礦中普遍缺少的現象。Au在黃鐵礦中以負價存在而取代S^－的位置在國內也有報道（李九玲，1996）。所以，陽山金礦含砷黃鐵礦中Au與As之間不存在線性關系的原因也可能有兩種，一是Au以原子態（Au⁰）形式被吸附在黃鐵礦表面，或隨機充填在黃鐵礦和毒砂的晶格缺陷（空穴）中，不佔據其空間點陣位置而隨機分布，所以造成Au-As之間的不連續性關系；另一種可能是Au在黃鐵礦中既占據Fe位置又占據S位置，以多種形式（空位、缺陷位置、八面體位置等）存在，從而導致陽山金礦含砷黃鐵礦中Au與As之間沒有明顯的相關關系（圖6.8）。

圖6.8 陽山金礦不同成礦階段黃鐵礦Au-As和Fe-（Co+Ni）含量關系圖

（據楊榮生，2006）

a—不同成礦階段黃鐵礦中Au-As關系圖；b—熱液期第Ⅰ階段黃鐵礦Fe-（Co+Ni）含量關系圖

6.2.2.3Au在毒砂中的賦存狀態

Johan et al.（1989）根據富金毒砂的電子探針數據以及化學計量計算的結果指出，Au取代處在Fe位置上的過剩As而賦存在毒砂中，也就是說先有一部分過剩的As賦存毒砂的Fe位置上。Fe含量的不足被歸因於復雜固溶體（Fe,Au,As,Sb）As_1±xS_1±x的存在以及2As=Au（或Sb）＋Fe的替代機制。Cook et al.（1990）指出，不可見金優先富集在毒砂的結構中，並且Au^3＋主要取代毒砂中的Fe^3＋而與[As S]^4－結合。

Wu et al.（1989）報道了在500℃，200MPa的條件下，人工合成的條帶狀含金毒砂中的取代機制為Fe=Au。在天然產出的毒砂中，也有Au與As正相關、Au與Fe負相關的報道（Picot et al.,1987;Johan et al.,1989;Marcoux et al.,1989）。Picot et al.（1987）認為Au與Fe之間的負相關關系是由於Fe與Au之間的取代所造成的。雖然Au在毒砂中取代Fe（Johan et al.,1989;Wu et al.,1989;Tarnocai et al.1997;Cabri et al.,2000），但Au也可以隨機充填在毒砂的晶格缺陷（空穴）中（Fleet et al.,1997）,Au與Fe之間也可能沒有明顯的相關關系。所以陽山金礦毒砂中Au與Fe之間沒有明顯的相關性（圖6.9a），可能也是由於它們之間較為復雜的取代關系所致。

通過以上分析可以認為：

1）成岩期和熱液期第Ⅰ階段的黃鐵礦中S和Fe含量最高，As含量最低；熱液期第Ⅱ階段黃鐵礦中As含量達到最高值，而S和Fe含量降至最低；熱液期第Ⅲ階段As基本上聚集在毒砂中，使得黃鐵礦中的S和Fe相對百分含量有所回升，而As的含量則又降低。

2）As在含砷黃鐵礦中可能以兩種形式存在：第一種可能是As^－（或As^2－）取代

中的一個S而形成As S^2－離子對，S與As之間負相關；第二種可能是As以As^－形成As S^2－離子對的同時，過剩的As還取代Fe^2＋而位於黃鐵礦中陽離子的位置上，並使As與Fe之間負相關。成岩階段和熱液期第Ⅰ階段的黃鐵礦主要以第一種取代方式為主，從熱液期第Ⅱ階段開始，在含砷黃鐵礦中，兩種取代形式並存。

3）Au在載金礦物黃鐵礦中可能以固溶體（Au⁺）和納米級的自然金（Au⁰）兩種形式存在，熱液期第Ⅰ階段的成礦溶液是Au過飽和溶液，形成的黃鐵礦中Au可能主要以納米級的自然金（Au⁰）顆粒存在於立方體黃鐵礦中，熱液期第Ⅱ和Ⅲ階段成礦溶液是Au不飽和溶液，主要形成五角十二面體黃鐵礦，Au在其中主要以固溶體（Au⁺）形式存在。除此以外Au也可能以其他的諸如空位、缺陷位置、八面體位置等的存在形式。

8. 界面化學的四大基本定律

1.界面是指物質相與相之間交界的區域，存在於兩相之間，厚度約為幾個分子層到幾十分子層(它不同於幾何中說"面"的概念，幾何中的面是抽象得到的，沒有厚度的，對於具體圖形所限定的面還可以進行面積計算;這里的面是有厚度的，是具體物質相之間的交界區域)。物質間的相界面有氣液界面、氣固界面、液固界面、液液界面、固固界面五種。習慣上將氣相與液相、固相的界面稱為表面，如固體表面、液體表面。其他的稱為界面。一般兩者可以通用。界面化學是研究物質在多相體系中表面的特徵和表面發生的物理和化學過程及其規律的科學。這就是說界面化學研究內容不僅僅局限於化學過程和規律，對界面體系特徵和物理過程和規律也進行研究。(由於膠體體系中也存在相界面且其比表面積大，膠體化學也屬於界面化學。不過現在它已經發展為一門獨立的學科了)界面化學與人們日常生活和工農業生產密不可分。像明礬凈水、肥皂去污、人工降雨、原油去水……都是界面化學的研究內容。

2.界面化學四大基本定律是：Gibbs吸附等溫式； Laplace方程 ； Kelvin公式； Young公式

3.水溶液的表面張力與濃度的關系歸結為三種類型：

第1類：水溶液的表面張力隨物質濃度的增加而略微上升，且近於直線。此類物質為無機鹽及其多羥基有機物，如：NaCl、NaOH、蔗糖、甘油醇等水溶液是屬於這一類型。

第2類：水溶液的表面張力隨物質濃度增加而逐漸降低。當濃度稀時，下降比較快；濃度高時，下降比較慢。屬於此類物質的有：醇類、酸類、酮類、醛類、酯類溶劑等大部分極性有機物。

第3類：在物質濃度很低時，水溶液的表面張力就隨物質濃度增加而急劇下降，表面張力下降到一定程度後，溶液濃度在增加。

溶液的表面張力下降緩慢或基本不變。此類物質主要為長鏈極性有機物。如：非離子和陰離子表面活性劑。

影響溶液表面張力的因素：

1、溫度，溫度越高表而張力系數越小。

2、在液體中加入雜質可顯著改變表而張力系數．在實踐中，液體自發收縮成球狀的現象有時對工農業生產是不利的。

例如，在噴灑農葯時，葯液在液而上收縮成液滴將影響葉片對農葯的吸收，因此必須減小液滴的表而張力系數使液滴在液而上呈延展分布。

減小液體表而張力最有實用意義的方法是添加表而活性物質，如肥皂、皂素、皂角粉等。