Polysilicates
Orthosilicate Ion, SiO44-
orthosilicate ion er ikke til stede i en lang række mineraler. Det er en meget stærk base, som ikke vil vare i vandig opløsning. I naturen findes den i kombination med sure kationer i uopløselige salte.
oligomere Polysilicater
polymere silikatstrukturer kræver brodannelse (2-koordinat) o .ygener. For at gøre plads til en bro o .ygen, skal et O .id fjernes fra den “modtagende” silicium.
– disilikat ion er sjældne i naturen., Det findes kun i det sjældne mineral thortveitit, Sc2Si2O7. Større strukturer som trisilicat og tetrasilicat er ekstremt hurtige.
cykliske oligomere Polysilicater
i stedet for at danne lange åbne kædestrukturer, vil enderne af kæderne forbinde eliminering af O .idioner.
metasilicat – ionen er en oligomer af den ukendte SiO32-ion. I disse strukturer hver silicium besidder to brobygninger og to terminale o .ygenatomer. Der er en -2 ladningstæthed pr., De mest almindelige cykliske polysilicater er de cykliske trimere, (SiO3)36 – og de cykliske he .amere (SiO3)612-.
Den cykliske trimeren er fundet i mineralske benitoite, BaTi(Si3O9.
Kæde Polysilicates
Lineære (1-D) polymerer af formel (SiO3)n2n – kan være dannet via bro oxygens. I disse strukturer er der en ladning på -2 pr., 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., Hvis denne sammenkædning forekommer ved alternative SiO3-grupper i hver kæde, resulterer en dobbeltkædestruktur (Si4O11)n6n. I sådanne strukturer er der en reduktion i ladningen og antallet af O .ygenatomer pr.Crocidolit, et asbestmineral med formlen Na2Fe5 (OH)22, er et eksempel. Dette mineral er fibrøst i naturen og har Brand-og varmebestandige egenskaber, som stammer fra den lange kæde struktur af anion.
Polysilicater
når side-til-side-binding af kæder fortsættes på ubestemt tid, elimineres flere O .ider, og en 2-D-polymer resulterer., Disse 2 – D polymerer kaldes arksilicater og indeholder n4n-anion. Mineraler indeholdende denne struktur spaltes let i tynde plader.,
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)., Denne struktur indeholder uladet o .id silica n, som ikke længere er basisk, men snarere et surt o .id. Mange almindelige mineraler indeholder denne struktur: kvarts, flint, jaspis, ony., ametyst, citrin, agat og chalcedoni.,
Efterfølgende polymerisation trin:
- Resultere i en efterfølgende reduktion af O/Si-atom forhold
- 4:1 i orthosilicate
- 2:1 i silica
Placer følgende mineraler i rækkefølge efter stigende grad af polymerisering., For at gøre dette beregnes o/Si-forholdet (jo lavere forholdet er, desto mere polymeriserede strukturen.
- pyrophyllite, Al2Si4O10(OH)2
- grunerite, Fe7Si8O22(OH)2
- spessartite, Mn3Al2Si3O12
- bustamite, CaMn(SiO3)2
Glas
Når sure silica er reagerede med grundlæggende oxider ved meget høje temperaturer (~1700 0C) og derefter afkøles for hurtigt, for polysilicate ioner til at give fomation af ordentlig polysilicate ioner, der findes i mineraler til form. Resultatet er dannelse af et amorft fast stof eller glas., Briller er kendetegnet ved ikke at have noget bestemt frysepunkt.
simpelt glas fremstilles ved at smelte (fusionere) sand med natriumbicarbonat og kalksten (kilder til de basiske o .ider Na2O og CaO). Under denne proces er silicium-iltbroer brudt.
Specielle briller er lavet ved at ændre sammensætningen af sure og grundlæggende oxider i glasset.
- Pyre. ™ glas er usædvanligt modstandsdygtig over for termisk stød. For at gøre det 10-25% b2o3, et surt o .id, er indarbejdet i strukturen.,
- Farvede briller optage d-blok metaloxider som en del af den grundlæggende oxid komponent
- Inkorporering af strontiumoxid giver et glas, der absorberer x-stråler emittd af farve-TV-apparater
- De fine optiske egenskaber, som er nødvendige i kameralinser kan opnås ved indbygning af La2O3
få mere at Vide om briller her og på Corning Museum Glas Ressource site.
Jordkemi
det faktum, at i stigende grad polymeriserede polysilicationer har faldende ladninger pr.,
jo mere basisk polysilicatanionen af et mineral er, desto lettere vil det reagere med svage syrer og undergå forvitring.
regnvand er noget surt på grund af opløst CO2, selv i fravær af svovl og nitrogeno .ider.
over tid vil regnvand reagere med de mindre polymeriserede silikatanioner for at erstatte o .idioner med brodannende ilt, hvilket giver et mere stærkt polymeriseret silikat. O .iderne fjernes som vandmolekyler.,
den mellemliggende fase af forvitring har store mængder af lag silikater såsom ler samt nogle kvarts. Disse jordarter har tendens til at findes i tempererede områder under et Dække af græs eller træer. Sådanne jordarter er mindre frugtbare end nyligt vandede ørkenjord på grund af tabet af det ikke-sure plantenæringsstof k+., Lag silikater til stede i mellemliggende jord kan stadig holde kationer på deres negativt ladede overflader, som kan frigives som Plante har brug for dem. Disse jordarter findes i de stadig ret frugtbare majs-og hvedebælter.
isomorf Substitution
Polysilicationer har negative ladninger, der skal modvirkes af passende kationer. De terminale o .ygener har negativt ladede overflader, der tilnærmes tætpakkede overflader med negativ ladning., De kationer, der er nødvendige for at neutralisere polysilicatets negative ladning, er placeret i lagene mellem kæderne eller lagene eller i de tetrahedrale eller oktaedrale huller, der er til stede i 3-D gitteret.
De typer, der findes i en særlig form for polysilicate vil afhænge”
- størrelsen af kationer
- opladning af kationer
Da helt et par sæt af ioner findes, der har den samme afgift, og meget lignende radier, der er særlig grund til, at en af disse matchede typer af ioner til at være foretrukket frem for en anden, når et mineral, der dannes på afkøling af smeltet magma.,
For eksempel olivin, der har en ideel sammensætning af Mg2SiO4, kan indeholde varierende procentdele af isomorphous subtitution af Fe2+ (radius 92 pm) i stedet for et tilsvarende antal af Mg2+ – ioner (radius 86 pm).
Første Princip Isomorphous Subsititution
Anden Priciple af Isomorphous Substitution
isomorf substitution øger antallet af mulige substitutioner i silikater.
Eksemplerkationerne i de fleste silikatmineraler er i vid udstrækning substitueret, hvilket gør ikke-økonomiske malme til de fleste elementer., Der er diagonale forhold mellem elementer (især i anden periode) til elementerne en gruppe til højre og en periode nede på bordet.
Hvilke af følgende mineraler, som kunne opstå ved en isomorphous substitution processer i leucit, K(AlSi2O6)?,
- K(YSi2O6)
- Rb(AlSi2O6)
- Ba(BeSi2O6)
- Ba(AlSi2O6)
TIP: Der er to grundlæggende principper for ionforbindelser, der skal overholdes i isomorphous substitution:
- samlet gebyr for alle ansøgninger skal være lig med det samlede ansvar for alle de anioner.
- for at substitutionen skal være isomorf, skal det samlede antal kationer, der går ind, være omtrent lig med den samlede ladning af alle kationer, der udskiftes.