4. Группа полуметаллов

В эту группу, кроме мышьяка, входят сурьмяа и висмут, т. е. элементы больших периодов V группы таблицы Менделеева. Все они в природных условиях хотя и редко, но наблюдаются в самородном состоянии, кристаллизуясь в одной сингонии и образуя, однотипные кристаллические решетки. Однако, несмотря на это, они не встречаются совместно и не дают в природе ни твердых растворов, ни определенных соединений, за исключением мышьяка и сурьмы, которые при высоких температурах образуют твердые растворы во всех пропорциях, а при низких температурах - лишь устойчивое интертметаллическое соединение AsSb (аллемонтит).

Мышьяк - As. Встречается сравнительно редко и обычно в небольших количествах*.

^*(Для мышьяка известно несколько модификаций, из которых наиболее устойчива ромбоэдрическая)

Химический состав. Содержание As 84-98%. Примеси: Sb 1,7-9,2%, реже Ag, Fe, Ni, иногда Bi и V. Возможно, что содержание Ag, Ni, Fe и Bi обусловлено механическими включениями посторонних минералов (самородного висмута и арсенидов никеля и железа, с которыми самородный мышьяк встречается иногда в тесном срастании).

Рис. 76. Обломок крупной почки самородного мышьяка 3/4 нат. вел. На выветреной поверхности хорошо видно концентрически-зональное строение

Сингония тригональная; дитригонально-скаленоэдрич. в. с. L₆³3L²3PC. Облик кристаллов. Кристаллы крайне редки, имеют ромбоэдрический или псевдокубический облик. Агрегаты. Обычно наблюдается в виде корок с натечной почковидной поверхностью, сталактитов, скорлуповатых образований (рис. 76), в изломе обнаруживающих кристаллически-зернистое строение.

Цвет мышьяка в свежем изломе оловянно-белый. С течением времени довольно быстро становится желто-бурым, а затем черным. Черта серая, оловянно-белая. Блеск металлический, сильный (в свежем изломе), быстро тускнеет и становится матовым на окислившейся, почерневшей с течением времени поверхности.

Твердость 3,5. Хрупок. Спайность совершенная по {0001} и менее совершенная по {0112}. Излом зернистый. Уд. вес 5,63-5,78.

Диагностические признаки. Самородный мышьяк довольно легко узнается по форме выделений, почерневшей поверхности, значительному удельному весу, сильному металлическому блеску в свежем изломе и совершенной спайности. П. п. тр. улетучивается, не плавясь (при температуре около 360°), издавая характерный чесночный запах и образуя белый налет As₂O₃ на угле. В жидкое состояние переходит лишь при повышенном внешнем давлении. В закрытой трубке образует зеркало мышьяка. При резком ударе молотком издает чесночный запах.

Происхождение. Мышьяк встречается в гидротермальных месторождениях в виде метаколлоидных образований в пустотах, образуясь, очевидно, в последние моменты гидротермальной деятельности. В ассоциации с ним могут встречаться различные по составу мышьяковистые, сурьмянистые, реже сернистые соединения никеля, кобальта, серебра, свинца и др., а также нерудные минералы.

В литературе имеются указания на вторичное происхождение мышьяка в зонах выветривания месторождений мышьяковистых руд, что, вообще говоря, мало вероятно, если учесть, что в этих условиях он очень неустойчив и, быстро окисляясь, разлагается полностью. Черные корочки состоят из тонкой смеси мышьяка и арсенолита (As₂О₃). В конце концов образуется чистый арсенолит.

Месторождения. На территории СССР самородный мышьяк был встречен в нескольких месторождениях. Из них отметим Садонское гидротермальное свинцово-цинковое месторождение, где он неоднократно наблюдался в виде почковидных масс на кристаллическом кальците с галенитом и сфалеритом. Крупные почкообразные скопления самородного мышьяка с концентрически-скорлуповатым строением были встречены на левом берегу р. Чикоя(Забайкалье). В парагенезисе с ним наблюдался лишь кальцит в виде оторочек на стенках тонких жил, секущих древние кристаллические сланцы. В виде обломков (рис. 76) мышьяк был найден также в районе ст. Джалинда, Амурской ж. д. и в других местах.

В ряде месторождений Саксонии (Фрейберг, Шнееберг, Аннаберг и др.) самородный мышьяк наблюдался в ассоциации с мышьяковистыми соединениями кобальта, никеля, серебра, самородным висмутом и др.

Все эти и другие находки этого минерала практического значения не имеют.

Висмут - Bi. Самородный висмут хотя встречается значительно чаще, чем мышьяк и сурьмяа, все же принадлежит к числу довольно редких минералов и обычно не дает крупных скоплений.

Химический состав. Как правило, висмут почти чист. В виде примесей к нему устанавливаются в очень незначительных количествах или в виде следов Fe,S, As и Sb.

Сингония тригональная; дитригонально-скаленоэдрический в. с. L₆³3L²3PC. В кристаллах висмут встречается крайне редко, причем они обычно плохо образованы. Чаще наблюдается в виде вкрапленных зерен, иногда крупных, листоватых или зернистых агрегатов. Встречаются также перистые дендриты.

Цвет висмута в свежем изломе серебряно-белый с желтоватым оттенком; с течением времени появляется характерная красноватая побежалость. Черта серая. Блеск металлический, сильный.

Твердость 2,5. Слабо ковок. Спайность весьма совершенная по {0001} и средняя по {1011}. Уд. вес 9,70-9,83 (в жидком состоянии 10,03). Прочие свойства. Температура плавления около 270°. Точка кипения около 1450°. Обладает диамагнитными свойствами.

Диагностические признаки. Висмут легко узнается по слабому желтовато-красноватому оттенку побежалости, сильному металлическому блеску, совершенной спайности, относительно низкой твердости и относительно высокому удельному весу.

П. п. тр. очень легко плавится, при продолжительном дутье испаряется, образуя налеты на угле, которые вначале имеют белый цвет, потом окрашиваются в оранжево-желтый, а по охлаждении - лимонно-желтый цвет. При сплавлении с KJ и S образует на угле характерный налет с яркокрасной каймой BiJ₃ (реакция на Bi). Легко растворяется в HNO₃, из раствора после разбавления выпадает белый осадок.

Происхождение и месторождения. Почти все известные находки висмута приурочены к образованиям гидротермального происхождения.

В одних случаях он генетически связан с высокотемпературными образованиями - изредка в пегматитах, чаще в оловянно-вольфрамовых место рождениях, в ассоциации с такими минералами, как арсенопирит, висмутин, вольфрамит, молибденит, касситерит, топаз, берилл, турмалин и др.

В других случаях самородный висмут бывает тесно связан с мышьяковистыми соединениями никеля, кобальта, урановыми минералами, сернистыми соединениями серебра, свинца, цинка и др. Таковы, например, ассоциации в многочисленных жильных месторождениях Рудных гор (на границе Саксонии и Богемии)- Шнееберг, Аннаберг, Яхимов и др. В более значительных количествах вместе с висмутином (Bi₂S₃) он встречается в кварцево-баритовых жилах боливийских месторождений - Тасна, Оруро и др.