The interpretation and prediction of the properties of opaque minerals from crystal chemical models

Résumé En Fr

Various approaches to the modelling of the electronic structures of opaque minerals are briefly outlined. It is argued that a simplified approach based chiefly on molecular orbital theory and incorporating some elements of band theory is most useful in the interpretation and prediction of the properties of opaque minerals. Models can be developed using data from spectroscopic (especially X-ray and UV photoelectron and X-ray emission spectra) techniques, from quantum mechanical calculations and on the basis of electrical and magnetic properties. The best «working models » employ data from all of these sources. The development and application of electronic structure models are considered using the pyrite-type disulfides and the hematite-ilmenite series as examples. Properties such as colour, reflectivity, hardness, stability and thermochemical data, and solid solution behaviour are interpreted using the models. The property of optical anisotropy is discussed with molybdenite as an example. The importance of electronic structure models for understanding mineral behaviour is emphasised with reference to these and other examples of opaque minerals.

On rappelle rapidement différentes approches pour effectuer des modèles des structures électroniques des minéraux opaques. On montre qu'une approche simplifiée basée principalement sur la théorie des orbitales moléculaires et incluant quelques éléments de la théorie des bandes est plus utile pour l'interprétation et la prédiction des propriétés des minéraux opaques. On peut développer des modèles utilisant les données obtenues par des techniques de spectroscopie (spécialement photoélectrons, rayons X ou UV et spectre d'émission de rayons X), par des calculs de mécanique quantique et sur la base de propriétés électriques et magnétiques. Les meilleurs modèles utilisés emploient des données provenant de toutes ces sources. On considère le développement et les applications des modèles de structure électronique sur les exemples des disulfures du type pyrite, et de la série hématite-ilménite. En utilisant ces modèles, on interprète les propriétés telles que la couleur, la réflectivité, la dureté, les données de stabilité et thermochimiques et le comportement en solution solide. La propriété d'anisotropie optique est discutée sur l'exemple de la molybdénite. On met en évidence l'importance des modèles de structure électronique pour la compréhension du comportement des minéraux en se référant à ces exemples ou à d'autres minéraux opaques.