水分子與礦物表面的水化作用

當(dāng)?shù)V物斷裂時(shí)，其斷裂面存在不飽和鍵和鍵能，使礦物表面呈現(xiàn)出一定程度的極性。若將破碎的礦物置子水中，則極性的水分子會(huì)定向吸附于極性的礦物表面，使礦物表面的不飽和鍵及鍵能得到一定的補(bǔ)償，并使整個(gè)體系的表面自由能降到最低。

不同的礦物，因其組織和結(jié)構(gòu)不同，破碎時(shí)斷裂面的鍵不同，因面表面不飽和鍵及鍵能不同。鍵能的不飽和程度影響礦物表面的極性，因而使不同礦物與水作用力的大小不同，吸附水分子的多少也不同。

極性水分子定向排列在礦物表面的現(xiàn)象稱為礦物表面的水化，礦物表面發(fā)生水化作用時(shí)，形成水化層或水化膜。水分子進(jìn)人礦物表面的鍵能作用范圍內(nèi)，受礦物表面鍵能作用，按同性電荷相斥、異性電荷相吸的原則定向排列。水分子離礦物表面越近.受礦物表面鍵能吸引愈強(qiáng)，叔卜列就愈緊密;離礦物表面越遠(yuǎn)，表面鍵能的影響愈弱，水分子的排列逐漸稀疏零亂;當(dāng)水分子離礦物表面足夠遠(yuǎn)時(shí)，礦物表面鍵能的引力將不能再吸引水分子，這時(shí)，水分子呈普通水那樣的自由無(wú)序狀態(tài)。水化膜實(shí)際是介于礦物表面與普通水之間的過(guò)渡層，類似面體表面的延續(xù)，礦物表面與普通水之間的距離就是水化膜(水化層)的厚度。如圖1-7，所示。

礦物水化作用及水化膜

水化膜受礦物表面的鍵能作用，它的PA度比普通水大，穩(wěn)定性高，具直同固體相似的彈性，所以水化膜雖然外現(xiàn)是液相，但其性質(zhì)卻近似固相，溶解能力降低。

水化作用是一個(gè)放熱過(guò)程，放出的熱量越多，水化作用越強(qiáng)，水化膜越厚，且與礦物表面結(jié)合得越牢固。

由此可以看出，當(dāng)極性礦物與水作用時(shí)，水分子定向排列在極性礦物表面，礦物表面發(fā)生水化作用，形成一層水化膜，宏觀上表現(xiàn)為礦物被水潤(rùn)濕。因此潤(rùn)濕現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是極性水分子定向吸附在礦物表面，并形成一層水化膜的結(jié)果。潤(rùn)濕是通過(guò)在礦物表面形成一層水化膜面實(shí)現(xiàn)的。