ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Силикаты из "Физическая химия и химия кремния Издание 3" Силикаты — это обширная группа химических соединений их главный элемент — кремний. Есть естественные и искусственные силикаты. [c.24] По подсчетам А. Е. Ферсмана, природные силикаты составляют 75% земной коры. Они являются во многих случаях главнейшими породообразующими минералами как среди осадочных, так и среди магматических и метаморфических горных пород. Подавляющее большинство природных силикатов — это полезные ископаемые их применяют как строительные материалы и исходное сырье в различных отраслях промышленности. Ряд силикатов (изумруд, аквамарин, турмалин, топаз, родонит и др.) —драгоценные и полудрагоценные камни. [c.24] Искусственные силикаты — это либо готовые продукты, либо отходы производств. Многие минеральные вяжущие вещества, активные гидравлические добавки, стекла, глазури, эмали и керамические краски — все это искусственные силикаты. [c.24] Химический состав силикатов чрезвычайно разнообразен. Хорошо изучены силикаты лития, натрия, калия, магния, кальция, стронция, бария, бериллия, цинка, кадмия, свинца, железа, марганца, кобальта, никеля, алюминия и других элементов. Обширна группа чрезвычайно важных в промышленном отношении алюмосиликатов. И те и другие при обычных температурах — твердые вещества, в основном кристаллического строения. [c.25] Современные представления о кристаллохимической структуре силикатов сводятся к следующему. [c.25] В кристаллических структурах кремнекислородные тетраэдры могут размещаться двояко. В одних силикатах они обособлены и непосредственно друг с другом не связаны. Связь между тетраэдрами осуществляется за счет катионов металлов. В других — тетраэдры непосредственно соединены друг с другом через один, два, три и даже четыре общие атомы кислорода, принадлежащие смежно расположенным тетраэдрам. Такое сочленение приводит к образованию сложных кремнекислородных радикалов, а значит и сложных кристаллических структур. [c.25] Простейший пример такого сочленения — радикал [ЗцО,] , в котором два смежных тетраэдра связаны через один общий атом кислорода (рис. 3, атом а). На рис. 3, справа, и далее на рис. 4, справа. [c.26] Чтобы установить формулу непрерывной структуры, обычно подсчитывают количество атомов кремния и кислорода, содержащихся в одном непрерывно повторяющемся периоде рассматриваемой структуры. В данном случае на рисунке такой период выделен штрихами. Цепочечное строение радикала характерно для метасиликатов, состав которых в общем виде выражается формулой Н [5Юз1. [c.27] Если две цепочки расположены в одной плоскости параллельно друг другу так, что одна из них — зеркальное отображение второй и обе они соединены между собой третьими общими атомами кислорода из повторяющихся тетраэдров, вершины которых при сближении цепочек становятся соприкасающимися друг с другом (через один), то получается новая структура кремнекислородного радикала, называемая ленточной. Период такой структуры состоит из четырех атомов кремния и одиннадцати атомов кислорода, из них пять атомов кислорода — общие для кремнекислородных тетраэдров одного периода и шесть — валентные. Формула радикала ленточной структуры п [81401,] (рис. 7). [c.27] Радикалы листовой структуры могут через присоединенные к ним катионы соединяться друг с другом в пакеты, образуя слоистую структуру минерала. Подобное строение наблюдается у талька (рис. 9), слюды, хлорита и других. [c.29] Если радикалы листовой структуры с валентными атомами кислорода, поочередно направленными в противоположные стороны, наложить друг на друга так, чтобы атомы одного листа вошли в соприкосновение с такими же кислородными атомами второго листа, то каждая пара кислородных атомов может быть заменена одним атомом кислорода, общим для соответствующих пар тетраэдров обоих листов. Получается каркасная, или, как ее еще называют, сотовидная структура. В этой структуре каждый кремнекислородный тетраэдр связывается непосредственно с четырьмя смежными тетраэдрами при помощи всех четырех атомов кислорода. Каркасная структура обладает трехмерным пространственным построением. Валентных атомов кислорода в ней нет — на каждый атом кремния приходится два атома кислорода. Поэтому ее формула выражается так [3 02 ] , или [ЗЮг] . Типичный представитель — кварц. [c.29] Все разнообразие силикатов в зависимости от структуры кремнекислородных радикалов делится на пять групп. [c.30] В одних силикатах атом алюминия содержится в виде трехвалентных катионов, которые вместе с кремнекислородными радикалами перечисленных выше структур и с некоторыми другими анионами образуют определенные химические соединения — силикаты алюминия. Их представитель — минерал дистен Л121510410. [c.31] В других силикатах атомы алюминия замеш,ают в кремнекислородных радикалах атомы кремния, вхоДя таким образом в состав алюмокремниевого комплексного радикала. Последний, присоединяя катион металла, образует вместе с ним алюмосиликат. Представители ортоклаз К 1А151д0д], нефелин Ыа[А15Ю4]. [c.31] ествуют также силикаты, содержаш,ие несколько атомов алюминия. Часть этих атомов связывает в качестве катионов анионы тетраэдров, в которых некоторые атомы кремния замещены атомами алюминия. Например, в минерале кордиерите А1з(М Ре)2 [А15150,8] три атома А1 вместе с двумя атомами или Ре входят в состав катиона, связывающего радикалы в которых вместо шестого атома кремния находится один атом алюминия. [c.31] Силикаты с гидроксильными ионами можно рассматривать как гидросиликаты соответствующих металлов. С этой точки зрения каолинит и пирофиллит представляют собой гидросиликаты алюминия. [c.32] Одной из характерных особенностей многих силикатов является то, что они, будучи подвергнуты соответствующей термической обработке, выделяют воду. В результате изменяется их состав, структура и некоторые свойства. [c.32] Вернуться к основной статье