Polysilikaatit

Polysilikaatit ovat geochemically tärkeitä yhdisteitä muodostuu reaktio hapan oksidi SiO2 (piidioksidi) ja perus-metallien oksideja. Näillä yhdisteillä on selviä piiokso-anioneja, joilla on kovalenttisia Si-O-sidoksia, mutta joilla ei ole yksinkertaista silikaatti-Ionia SiO44 -. Pikemminkin he ovat paljon 2-koordinaatti hapen atomien yhdistää piin atomit oligomeeriset tai polymeeriset rakenteet. Lähes kaikissa silikaateissa piillä on koordinaationumero 4.,

Ortosilikaatti-Ionia, SiO44 –

ortosilikaatti-Ionia ei esiinny monenlaisissa mineraaleissa. Se on erittäin vahva emäs, joka ei säily vesiliuoksessa. Luonnossa sitä esiintyy yhdessä happamien kationien kanssa liukenemattomissa suoloissa.

Oligomeeriset Polysilikaatit

Polymeeri silikaatti rakenteet vaativat bridging – (2-koordinaatti) oxygens. Jotta silloittavalle hapelle olisi tilaa, oksidi on poistettava ”vastaanottavasta” piistä.

disilikaatti-ion on harvinaista luonnossa., Sitä tavataan vain harvinaisessa mineraalitortveitissä, Sc2Si2O7: ssä. Suuremmat rakenteet, kuten trisilikaatti ja tetrasilikaatti, ovat erittäin nopeita.

sykliset Oligomeeriset Polysilikaatit

sen sijaan, että ne muodostaisivat pitkiä avoimia ketjurakenteita, ketjujen päät linkittävät eliminoivia oksidi-ioneja.

metasilicate ion on oligomeerin tuntematon SiO32 – ion. Näissä rakenteissa kullakin piillä on kaksi siltaa ja kaksi terminaalista happiatomia. Piiatomia kohti on -2 varaustiheys., Yleisimmät sykliset polysilikaatit ovat sykliset trimeerit (SiO3)36 – ja sykliset heksameerit (SiO3)612-.

syklinen trimeeri löytyy mineraali benitoite, BaTi(Si3O9.

syklinen heramer löytyy mineraali beryl, Be3Al2(Si6O18)

Ketju Polysilikaatit

Lineaarinen (1-D) polymeerit kaavan (SiO3)n2n – voi olla muodostettu kautta bridging oxygens. Näissä rakenteissa on varaus -2 piiatomia kohden., A group of minerals called the pyroxene minerals have this type of structure.

Pyroxene Minerals
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., Jos tämä linkitys tapahtuu kussakin ketjussa vaihtoehtoisilla SiO3-ryhmillä, syntyy kaksiketjurakenne (Si4O11) N6N-tulos. Tällaisissa rakenteissa happiatomien varaus ja määrä piiatomia kohden vähenee.
Krokidoliitti, asbestimineraali formula_2fe5 (OH) 22, on esimerkki. Mineraali on luonteeltaan kuitumainen ja sillä on palo-ja lämmönkestäviä ominaisuuksia, jotka johtuvat anionin pitkästä ketjurakenteesta.

arkin Polysilikaatit

kun ketjujen side-to-side-linkitystä jatketaan loputtomiin, oksideja eliminoituu lisää ja 2-D-polymeerituloksia., Näitä 2-D-polymeerejä kutsutaan levysilikaateiksi ja ne sisältävät n4n – anionin. Tätä rakennetta sisältävät mineraalit pilkkoutuvat helposti ohuiksi levyiksi.,

micas muscovite and biotite clay minerals montmorillonite, kaolinite,
china clay and vermiculite talc &nbsp soapstone &nbsp chrysotile asbestos &nbsp

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)., Tämä rakenne sisältää kartoittamatonta oksidia piidioksidia n, joka ei ole enää emäksinen vaan pikemminkin hapan oksidi. Monet tavalliset mineraalit sisältävät tämän rakenteen: kvartsi, piikivi, jaspis, onyx, Ametisti, sitriini, akaatti ja Kalsedoni.,
Peräkkäisten polymerointi ohjeita:

Tulos peräkkäisissä vähentäminen O/Si atom-suhde

4:1 orthosilicate
2:1 piidioksidi

Lasku terminaalin numero oxygens per pii

Lasku maksu per pii nucleus

ONGELMIA

Paikasta seuraavalla kivennäisaineita voidaan lisätä aste polymerointi., Tätä varten lasketaan O / Si-suhde (mitä pienempi suhde on, sitä polymeroituneempi rakenne.

pyrophyllite, Al2Si4O10(OH)2
grunerite, Fe7Si8O22(OH)2
spessartite, Mn3Al2Si3O12
bustamite, CaMn(SiO3)2

Lasi

Kun hapan piidioksidi reagoi perus oksideja erittäin korkeissa lämpötiloissa (~1700 0C) ja sitten jäähdytetään liian nopeasti polysilicate ioneja, jotta fomation hallittu polysilicate ionien löytyy kivennäisaineiden muodossa. Tuloksena muodostuu amorfinen kiinteä aine tai lasi., Laseille on ominaista, ettei niillä ole varmaa jäätymispistettä.
yksinkertainen lasi valmistetaan sulattamalla (sulattamalla) hiekkaa natriumbikarbonaatilla ja kalkkikivellä (emäksisten oksidien lähteet Na2O ja CaO). Prosessin aikana piin ja hapen väliset sillat rikkoutuvat.

Erikoisuus lasit on tehty muuttamalla koostumusta hapan ja perus oksidien lasi.

Pyrex ™ – lasi kestää epätavallisen hyvin lämpöshokkia. Jotta se 10-25% b2o3, hapan oksidi, on sisällytetty rakenteeseen.,
Värilliset lasit sisältävät d-lohkon metalli oksideja osana perus oksidi-komponentti
Sisällyttäminen strontium-oksidi antaa lasi, joka imee x-säteet emittd väri TV-sarjat
hieno optisia ominaisuuksia, joita tarvitaan kameran linssit voidaan saada sisällyttämällä La2O3

lisätietoja lasit täällä ja Corning Museum on Lasi Resource site.

Maaperän Kemia

se, että yhä polymeroidaan polysilicate ionit ovat laskussa maksut kohti piitä, joka johtaa alentaa emäksisyys on tärkeitä seurauksia maaperän kemia.,

enemmän perus polysilicate anioni mineraali, sitä helpommin se reagoi heikkoja happoja ja tehdään sään.

sadevesi on jonkin verran hapanta liuenneen CO2: n vuoksi myös silloin, kun rikkiä ja typen oksideja ei ole.
ajan sadevesi reagoi vähemmän polymerixed silikaatti anionit korvata oksidi-ionien kanssa bridging happea saadaan enemmän erittäin polymeroitu silikaatti. Oksidit poistetaan vesimolekyyleinä.,

Maaperän jotka sisältävät suuria määriä orthosilicates kuten oliviini on ”nuorekas” maaperä. Ne joko kiteytyvät hiljattain magmasta tai esiintyvät aavikkoalueella.
välivaihe sään on suuria määriä kerros silikaatteja, kuten savea sekä joitakin kvartsi. Nämä maaperä on yleensä löytyy lauhkean alueilla alla ruohon tai puiden. Tällainen maaperä on vähemmän hedelmällistä kuin hiljattain kasteltu aavikko maaperä, koska nonacidic kasvien ravinteiden K+menetys., Kerros silikaatit läsnä väli-maaperä voi silti pitää kationeja heidän negatiivisesti varautuneita pintoja, jotka voidaan vapauttaa, kun kasvi tarvitsee niitä. Näitä maa-aineksia on vielä melko viljavissa maissi-ja vehnävöissä.

Isomorphous Korvaaminen

Polysilicate ioneja on negatiivinen maksuja, jotka on vastattava asianmukaisilla kationeja. Terminaalihapeteissa on negatiivisesti varautuneita pintoja, jotka likimäärin likimääräisesti pakkautuvat negatiivisen varauksen pinnat., Kationit, joka tarvitaan neutraloimaan polysilicate on negatiivinen varaus sijaitsevat kerrosten välillä ketjut tai kerroksia tai tetraedri tai octahedral reikiä läsnä 3-D-ristikko.
erilaisia kationeja löytyy erityinen muoto polysilicate riippuu”

koko kationeja
vastaa kationeja

Koska melko harvat sarjaa ioneja olemassa, että varaus on sama ja hyvin samanlainen säde, siellä on vähän syy yksi näistä sovitettu tyyppisiä ioneja parempana toiseen, kun mineraali on muodostettu jäähdytys sulaa magmaa.,
esimerkiksi oliviini, joka on ihanteellinen koostumus Mg2SiO4, voi sisältää eri prosenttiosuudet isomorphous subtitution sekä Fe2+ (säde 92 pm) tilalle yhtä monta Mg2+ – ioneja (säde 86 pm).

Ensimmäinen Periaate Isomorphous Subsititution

Yksi kationi voi korvata toisen ristikko, jos ne on samat maksut ja poikkeavat säteet, joita ei ole enemmän kuin 10-20%.,

Toinen Priciple of Isomorphous Korvaaminen

Varten ioneja samankokoisia, yhteensä vastaa korvaa ioneja on yhtä suuri koko maksu korvataan ioneja. Jokaisen ionin ei tarvitse olla yhtä varauksellinen.
isomorfinen substituutio lisää mahdollisten substituutioiden määrää silikaateissa.
ExamplesThe kationeja useimmissa silikaatti mineraaleja ovat laajasti substituoitu, joka tekee ei-taloudellisen malmit useimmille elementtejä., On Diagonaalinen suhteita elementtejä (erityisesti toisella kaudella) elementit yksi ryhmä oikealle ja yksi jakso alas pöydällä.

ONGELMIA

Mikä seuraavista mineraaleja voisi syntyä isomorphous korvaaminen prosesseja leucite, K(AlSi2O6)?,

K(YSi2O6)
Rb(AlSi2O6)
Ba(BeSi2O6)
Ba(AlSi2O6)

VIHJE: On olemassa kaksi perusperiaatetta ionisia yhdisteitä, joilla on havaittu isomorphous korvaaminen:

koko maksu kaikki kationit on oltava sama koko maksu kaikki anionit.
jotta korvaaminen isomorphous, kokonaismäärä kationeja menossa on suunnilleen sama kuin koko maksu kaikki kationit korvautuvat.