Poliszilikátok
az Ortoszilikát Ion, SiO44-
az ortoszilikát ion nincs jelen a legkülönbözőbb ásványi anyagokban. Ez egy nagyon erős bázis, amely nem marad fenn vizes oldatban. A természetben savas kationokkal kombinálva oldhatatlan sókban található.
oligomer Poliszilikátok
A polimer szilikát szerkezetek áthidaló (2-koordináta) oxygenseket igényelnek. Annak érdekében, hogy helyet biztosítson az áthidaló oxigénnek, az oxidot el kell távolítani a “fogadó” szilíciumból.
a diszilikát ion nem gyakori a természetben., Csak a ritka ásványi anyagban találhatóveitit, Sc2Si2O7. A nagyobb szerkezetek, mint például a triszilikát és a tetraszilikát rendkívül gyorsak.
ciklikus oligomer Poliszilikátok
hosszú, nyitott láncszerkezetek kialakítása helyett a láncok végei összekapcsolják az oxidionokat.
a metaszilikát ion az ismeretlen SiO32 – ion oligomerje. Ezekben a struktúrákban minden szilíciumnak két áthidaló és két terminális oxigénatomja van. Szilícium atomonként -2 töltési sűrűség van., A leggyakoribb ciklikus poliszilikátok a ciklikus trimerek, (SiO3) 36-és a ciklikus hexamerek (SiO3)612-.
a ciklikus trimer a benitoit, BaTi(Si3O9.
Láncpoliszilikátok
képlet lineáris (1-D) polimerjei (SiO3)n2n – can áthidaló oxigénnel alakítható ki. Ezekben a struktúrákban -2 per Szilícium atom töltése van., 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., Ha ez az összekapcsolás az egyes láncok alternatív SiO3 csoportjaiban történik, akkor kettős láncszerkezet (Si4O11)N6N-eredmények. Ilyen struktúrákban csökken az oxigénatomok töltése és száma szilíciumatomonként.
A Krocidolit, a Na2Fe5(OH)22 képletű azbeszt ásványi anyag, egy példa. Ez az ásványi anyag rostos jellegű, tűz – és hőálló tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek az anion hosszú láncszerkezetéből erednek.
Lappoliszilikátok
ha a láncok egymás melletti összekapcsolását határozatlan ideig folytatják, több oxidot távolítanak el, és 2-D polimert eredményeznek., Ezeket a 2-D polimereket lemezszilikátoknak nevezzük, amelyek tartalmazzák az n4n-anionot. Az ezt a szerkezetet tartalmazó ásványi anyagok könnyen vékony lapokra hasíthatók.,
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)., Ez a szerkezet nem töltött oxid szilícium-dioxidot tartalmaz, amely már nem bázikus, hanem savas oxid. Sok közös ásványi anyagok tartalmazzák ezt a szerkezetet: kvarc, kovakő, jáspis, onyx, ametiszt, citrin, achát, kalcedon.,
az egymást Követő polimerizáció lépéseket:
- Eredmény az egymást követő csökkentése O/Si atom arány
- 4:1 orthosilicate
- 2:1 a szilícium-dioxid
Hely a következő ásványok annak érdekében egyre nagyobb polimerizációs fokú., Ehhez számítsa ki az O / Si arányt (minél alacsonyabb az arány, annál polimerizáltabb a szerkezet.
- pirofillit, Al2Si4O10(OH)2
- grunerite, Fe7Si8O22(OH)2
- Spessartite, Mn3Al2Si3O12
- bustamite, CaMn(SiO3)2
üveg
ha a savas szilícium-dioxidot bázikus oxidokkal nagyon magas hőmérsékleten (~1700 0c) reagáljuk, majd túl gyorsan lehűtjük, hogy a poliszilikát ionok lehetővé tegyék az ásványi anyagokban található szabályos poliszilikát ionok összeolvadását. Az eredmény egy amorf szilárd vagy üveg kialakulása., A szemüveget az jellemzi, hogy nincs határozott fagypont.
egyszerű üveg készül olvadó (fusing) homok nátrium-hidrogén-karbonát és mészkő (forrásai az alapvető oxidok Na2O és CaO). E folyamat során a szilícium-oxigén hidak megszakadnak.
az üvegben található savas és bázikus oxidok összetételének megváltoztatásával készülnek.
- a Pyrex ™ üveg szokatlanul ellenáll a termikus sokknak. Annak érdekében, hogy 10-25% b2o3, savas oxid legyen beépítve a szerkezetbe.,
- a színes szemüvegek d-blokk fémoxidokat tartalmaznak az alapvető oxid komponens részeként
- A stroncium-oxid beépítése olyan üveget ad, amely elnyeli a röntgensugarakat emittd színes TV-készülékekkel
- a fényképezőgép lencséiben szükséges finom optikai tulajdonságokat a La2O3
beépítésével szerezheti be.
Talajkémia
az a tény, hogy az egyre polimerizált poliszilikát ionok szilíciumonkénti töltése csökken, ami alacsonyabb bázikusságot eredményez, fontos következményekkel jár a talaj kémiájában.,
minél alapvetőbb az ásványi anyag poliszilikát anionja, annál könnyebben reagál gyenge savakkal, és időjárási körülmények között megy keresztül.
Az esővíz enyhén savas az oldott CO2 miatt, még kén-és nitrogén-oxidok hiányában is.
idővel az esővíz a kevésbé polimerizált szilikát anionokkal reagál, hogy az oxidionokat áthidaló oxigénnel helyettesítse, így egy sokkal polimerizáltabb szilikát keletkezik. Az oxidokat vízmolekulákként távolítják el.,
az időjárás közbenső szakaszában nagy mennyiségű rétegszilikát, például agyagot, valamint néhány kvarcot tartalmaz. Ezek a talajok általában mérsékelt területeken találhatók fű vagy fák borítása alatt. Az ilyen talajok kevésbé termékenyek, mint az újonnan öntözött sivatagi talajok a nem savas növényi tápanyag k + elvesztése miatt., A közbenső talajokban jelen lévő rétegszilikátok továbbra is kationokat tarthatnak negatív töltésű felületükön, amelyek felszabadulhatnak, mivel a növénynek szüksége van rájuk. Ezek a talajok megtalálhatók a még mindig meglehetősen termékeny kukorica, búza övek.
izomorf szubsztitúció
A Poliszilikát ionok negatív töltésekkel rendelkeznek, amelyeket megfelelő kationokkal kell ellensúlyozni. A terminális oxigén negatív töltésű felületekkel rendelkezik, amelyek megközelítik a negatív töltés közeli csomagolt felületeit., A poliszilikát negatív töltésének semlegesítéséhez szükséges kationok a láncok vagy rétegek közötti rétegekben, vagy a 3-D rácsban lévő tetraéderes vagy oktaéderes lyukakban helyezkednek el.
A típusú kationok talált egy sajátos formája, polysilicate függ”
- a méret a kationok
- a felelős a kationok
Mivel jó néhány készlet ionok létezik, hogy ugyanazt a díjat, nagyon hasonló sugarak, kevés oka egy ilyen kiegyenlített típusú ionok, hogy jobb, mint a másik, amikor egy ásványi van kialakítva a hűtési olvadt magma.,
például az mg2sio4 ideális összetételű olivin az azonos számú Mg2+ ionok (sugár 86 pm) helyett különböző arányban tartalmazhat Fe2+ izomorf szubsztitúciót (sugár 92 pm).
az izomorf Szubszituáció első elve
izomorf szubsztitúció második Priciple
izomorf szubsztitúció növeli a lehetséges szubsztitúciók számát szilikátokban.
példák a legtöbb szilikát ásványi anyag kationjait széles körben helyettesítik, ami a legtöbb elem esetében nem gazdasági érceket eredményez., Az elemek átlós összefüggései vannak (különösen a második időszakban) az elemekhez egy csoport jobbra, egy periódus lefelé az asztalon.
A következő ásványok közül melyik származhat izomorf szubsztitúciós folyamatokkal a leucit, K(alsi2o6)?,
- K (YSi2O6)
- Rb(AlSi2O6)
- Ba(BeSi2O6)
Ba (AlSi2O6)
tipp: az ionos vegyületeknek két alapvető elve van, amelyeket az izomorf szubsztitúcióban be kell tartani:
- az összes kation teljes töltésének meg kell egyeznie az anionok teljes töltésével.
- ahhoz, hogy a szubsztitúció izomorf legyen, a beáramló kationok teljes számának megközelítőleg meg kell egyeznie a helyettesítendő kationok teljes töltésével.