图1 按离子势等级对硬阳离子进行梯度划分
根据以上化学特性,地质学中只有与氧结合能力较强的中等离子势的阳离子会形成独立氧化物矿物(如红色条带中分别由Be2 、Al3 、Ti4 和Zr4 形成的铍石、刚玉、金红石和斜锆石),而低离子势的阳离子由于与氧结合能力较弱,会形成卤化物(NaCl、KCl)或者共存于其他矿物(如左侧蓝色条带中的锂云母、钾钠长石)中,与氧结合能力极强的高离子势的阳离子则会形成复杂阴离子化合物(如右侧蓝色条带中的亚铬酸盐
、黑钨矿和白钨矿)。这3种分类以及对应的典型矿物见表2。表2 离子势对矿物存在形式的影响以及对应的提取方法
离子的离子势对冶金学的影响与地球化学相似。与氧结合能力较弱的阳离子通常以湿法冶金的方式进行提取,如从锂云母中提取Li 或从海绿石中提取 K 。由于中等离子势的阳离子很难与氧分离,因此,在冶金过程中,通常将其氧化物转化为卤化物再进行提取。例如,在900~1300 ℃条件下用镁(Mg)还原BeF2,Al2O3溶于熔融冰晶石(Na3AlF6)后,在 950~970 ℃下采用Hall-Héroult方式进行电解,以及通过Hunter法用钠(Na)或通过Kroll法用Mg 将TiCl4还原。高离子势的阳离子通常以复杂阴离子的形式存在,如