Polykřemičitanů
Orthosilikátový iont, SiO44 –
orthosilikátový iont není přítomen v široké škále minerálů. Je to velmi silná báze, která nebude přetrvávat ve vodném roztoku. V přírodě se nachází v kombinaci s kyselými kationty v nerozpustných solech.
Oligomerní Polykřemičitanů
Polymerní silikátové struktury vyžadují přemostění (2-koordinovat) kyslíky. Aby se vytvořil prostor pro přemostění kyslíku, musí být oxid odstraněn z“ přijímajícího “ křemíku.
disilikátový ion má neobvyklý charakter., Nachází se pouze ve vzácném minerálu thortveitite, Sc2Si2O7. Větší struktury, jako je trisilikát a tetrasilikát, jsou extrémně rychlé.
Cyklické Oligomerní Polykřemičitanů
Místo toho, tvořící dlouho otevřené řetězce struktur, na koncích řetězců bude odkaz odstranění oxidové ionty.
metasilikátový ion je oligomer neznámého sio32-iontu. V těchto strukturách má každý křemík dva přemostění a dva terminální atomy kyslíku. Na atom křemíku je hustota náboje -2., Nejběžnějšími cyklickými polysilikáty jsou cyklické trimery (SiO3)36 – a cyklické hexamery (SiO3) 612-.
cyklický trimer je nalezený v minerální benitoite, BaTi(Si3O9.
Řetězce Polykřemičitanů
Lineární (1-D) polymery vzorec (SiO3)n2n – mohou být vytvořeny pomocí přemostění kyslíky. V těchto strukturách je náboj -2 na atom křemíku., A group of minerals called the pyroxene minerals have this type of structure.
| |
|
| enstatite | MgSiO3 |
| diopsite | CaMgSi2O6 |
| spodimene | LiAlSi2O6 |
| pollucite | CsAlSi2O6 |
Linear chains may be linked side-by-side if an oxide ion is replaced with another bridging oxygen atom., Pokud k tomuto propojení dojde v alternativních skupinách SiO3 v každém řetězci, výsledkem je struktura s dvojitým řetězcem (Si4O11) N6N. V takových strukturách dochází ke snížení náboje a počtu atomů kyslíku na atom křemíku.
Crocidolit, azbestový minerál vzorce na2fe5 (OH)22, je příkladem. Tento minerál je vláknité v přírodě a má protipožární vlastnosti, které pramení z dlouhé řetězce struktura aniontu.
plošné Polysilikáty
při pokračování nekonečného spojování řetězců ze strany na stranu je eliminováno více oxidů a výsledkem je 2-D polymer., Tyto 2-D polymery se nazývají plechové silikáty a obsahují n4n-anion. Minerály obsahující tuto strukturu se snadno štěpí na tenké listy.,
china clay and vermiculite
3-D Polymeric Silicates
Sheets are linked into a 3-D polymer when all the oxide ions are eliminated (all oxygens in the structure are bridging)., Tato struktura obsahuje nezmapovaný oxid křemičitý n, který již není základní,ale spíše kyselý oxid. Mnoho běžných minerálů obsahuje tuto strukturu: křemen, pazourek, jaspis, onyx, Ametyst, Citrin, achát a chalcedon.,
Postupná polymerace takto:
- Následek postupné snížení O/Si atom poměr
- 4:1 v orthosilicate
- 2:1 v křemíku
Umístěte následující minerály v pořadí rostoucí stupeň polymerace., Za tímto účelem Vypočítejte poměr O / Si (čím nižší je poměr, tím polymerizovanější je struktura.
- pyrophyllite, Al2Si4O10(OH)2
- grunerite, Fe7Si8O22(OH)2
- spessartite, Mn3Al2Si3O12
- bustamite, CaMn(SiO3)2
Skla
Když kyselý oxid křemičitý se nechá reagovat se základními oxidů při velmi vysokých teplotách (~1700 0C) a pak se ochladí příliš rychle pro polysilikátu ionty umožňují fomation řádné polysilikátu ionty našel na minerály tvoří. Výsledkem je tvorba amorfní pevné látky nebo skla., Brýle jsou charakterizovány tím, že nemají určitý bod mrazu.
jednoduché sklo se vyrábí tavením (tavením) písku s hydrogenuhličitanem sodným a vápencem (zdroje základních oxidů Na2O a CaO). Během tohoto procesu jsou křemíkové kyslíkové mosty rozbité.
Speciální brýle jsou vyrobeny změnou složení kyselých a základních oxidů ve skle.
- Pyrex ™ Sklo je neobvykle odolné vůči tepelnému šoku. Do struktury je začleněn 10-25% b2o3, kyselý oxid.,
- Barevné brýle začlenit d-blok oxidy kovů jako součást základního oxid komponenty
- Začlenění stroncium oxid dává skla, které absorbuje x-paprsky emittd podle barvy televizory
- jemné optické vlastnosti potřebné ve čočky fotoaparátu může být získán tím, že začlenění La2O3
Dozvědět se více o brýle a v Corning Museum Sklo Zdroj stránky.
Půdní Chemie
skutečnost, že stále více polymerované polysilikátu ionty mají klesající poplatky za křemíku, který výsledky v snížila basicity má takové důsledky v půdní chemii.,
čím zásadnější je polysilikátový anion minerálu, tím snadněji bude reagovat se slabými kyselinami a podrobí se povětrnostním vlivům.
dešťová voda je poněkud kyselá díky rozpuštěnému CO2 i při nepřítomnosti oxidů síry a dusíku.
v průběhu času dešťová voda bude reagovat s méně polymerixed silikátové anionty nahradit oxidové ionty s přemostěním kyslíku, čímž se získá více vysoce polymerizovaný silikát. Oxidy jsou odstraněny jako molekuly vody.,
mezistupeň zvětrávání má velké množství vrstvených křemičitanů, jako je hlína, stejně jako nějaký křemen. Tyto půdy se obvykle nacházejí v mírných oblastech pod krytem trávy nebo stromů. Tyto půdy jsou méně úrodné než nově zavlažované deser půdy kvůli ztrátě nonacidní rostlinné živiny k+., Vrstvené silikáty přítomné v mezilehlých půdách mohou stále držet kationty na jejich negativně nabitých površích, které mohou být uvolněny, jak je rostlina potřebuje. Tyto půdy se nacházejí v ještě docela úrodných kukuřičných a pšeničných pásech.
isomorfní substituce
Polysilikátové ionty mají záporné náboje, které musí být vyváženy vhodnými kationty. Terminální oxygens mají záporně nabité povrchy, které přibližují blízké povrchy záporného náboje., Kationty, které jsou potřebné k neutralizaci polysilikátu negativní náboj, jsou umístěny ve vrstvách mezi řetězy nebo vrstvy nebo v tetraedrické nebo oktaedrická otvory přítomen v 3-D mříži.
typy kationtů nalézt v konkrétní podobě polysilikátu, bude záviset na“
- velikost kationtů
- náboj kationtů
Od té doby poměrně málo sady ionty existují, které mají stejný náboj a velmi podobné poloměry, tam je malý důvod pro jeden z těchto uzavřeno typy iontů být upřednostňována před jinou, když minerál je tvořen na chlazení roztavené magma.,
například olivín, který má ideální složení Mg2SiO4, může obsahovat různé podíly isomorfní subtitution z Fe2+ radius (92 hodin) v místě stejný počet Mg2+ ionty (poloměr 86 pm).
První Zásada Isomorfní Subsititution
Druhý Princip Isomorfní Substituce
isomorfní substituce zvyšuje počet možných substitucí v silikátech.
příklady kationtů ve většině silikátových minerálů jsou značně nahrazeny, což činí neekonomické rudy pro většinu prvků., Existují diagonální vztahy prvků (zejména ve druhé třetině) s prvky Jedna skupina vpravo a jedno období dole na stole.
Který z následujících minerálů může vzniknout tím, že isomorfní substituce procesů v leucite, K(AlSi2O6)?,
- K(YSi2O6)
- Rb(AlSi2O6)
- Ba(BeSi2O6)
- Ba(AlSi2O6)
TIP: Existují dva základní principy iontových sloučenin, které musí být dodrženy v isomorfní substituce:
- celkový náboj pro všechny kationty se musí rovnat celkové zatížení všech aniontů.
- pro to, aby substituce být isomorfní, celkový počet kationtů bude v musí být přibližně rovna celkové zatížení všech kationtů nahrazena.