ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оксид кремния, ортокремниевая кислота, силикаты из "Неорганические полимерные материалы на основе оксидов кремния и фосфора" Угол между связями Si-0, расположенными по диагоналям тетраэдров, составляет 109°28, а угол Si—О—Si варьирует в пределах 120— 180°, что и определяет структуру той или иной модификации. [c.16] В общем случае для стеклообразного кремнезема характерна промежуточная хр -гибридизация, где 1 и 2, при которой не все гибридные орбитали являются энергетически эквивалентными, отсюда относительная прочность (с д. — р, -связей дня разных модификаций различна, что определяет различие в углах 81-0—81 [88]. [c.17] Воронков [89] принимает порядок кратности связи равным 1,2—13, а расстояние 81-0 в различных модификациях кремнезема равным (1,63 0,05) 1(Г см. [c.17] По другим данным [90], межатомные расстояния варьируют от 1,581СГ см (а-кристобалит) до 1,62-1(Г см (низкотемпературные модификации и стеклообразный кремнезем), что соответствует величине углов 180° в а-кристобалите и 140—165°С в других модификациях в стеклообразном кремнеземе. [c.17] Дня кремнезема понятие макромолекула нивелируется, всю сетку вполне корректно считать гигантской сверхмолекулой степега полимеризации 2/1 , где с — степень полимеризации (или молекулярная масса) отрезка цепи между узлами сетки. [c.17] Эффективные заряды на атомах кре шия и кислорода в кристаллических модификациях близки к+2е и —1е соответственно, в стеклообразном кремнеземе - приблизительно +1е и —0,5е. Из кристаллических модификаций 8Ю2 чаще всего встречается кварц, значительно реже кристобалит и тридимит и еще реже остальные модификации. Кзарц также имеет несколько модификаций. Призматические кристаллы (3-кварца (плотность 2,65 г/см ) при 573°С переходят в гексагональный а-кварц (2.53). От кварца можно перейти к тридимиту (2.26) или крис-тобалиту (2.32), которые тоже существуют в нескольких модификациях (а, /3, 7). Высокотемпературные модификации обозначают а, а низкотемпературные р и у. При переходе от одной модификации к другой изменяется пространственное положение тетраэдров в решетке полимерного тела, что влечет за собой изменение объема, плотности и других свойств кристаллов. [c.17] Синтезированы также три новые кристаллические модификации кремнезема, стабильные при высоких давлениях коэсит (плотность 3,01 г/ /см ) [90] — сингония моноклинная, китит (2,50) [91] — сингония тетрагональная, стишовит (4,35) [92] — сингония тетрагональная (рутилоподобная). [c.17] Последние существуют, вероятно, в значительных количествах в мантии земли на больших глубинах. [c.17] При переходе кремнезема в раствор имеет место химическое взаимодействие твердой Ьазы кремнезема с водой, при этом поверхностные слои гидролизуются, соответствующие атомы кремния с координированными вокруг него атомами кислорода отделяются от поверхности, происходит предельная реакция полисилоксана с водой, в результате чего образуется ортокремниевая кислота [95]. Ее константы диссоциации составляют К1 = 2,2-10г ° = 2,0-1СГ1 К3 = 1,0-10- К4 = = 1,0.10- [96]. [c.18] Величина pH в значительной степени влияет на скорость поликонденсации. По данным [98, 99], при pH = 3,2 поликонденсация ортокремние-вой кислоты идет медленно, а при pH = 6 почти мгновенно. [c.18] Нагревание набухших в воде гелей сопровождается дальнейшей конденсацией поликремниевых кислот с выделением водь1. [c.19] При этом образуются соли мономерной или полимерной кислоты. Полимерная природа силикатов определяется полимерным строением аниона поликремниевой кислоты. [c.19] Силикаты - многочисленный класс неорганических полимеров - разнообразны и по составу, и по свойствам. Минералы почвы, горные породы включают в свой состав те или иные силикаты. Гранит, например, -смесь кристаллов кварца (около 70%), полевых шпатов и слюды. Простые силикаты представляют собой соли кремниевой кислоты различных металлов с полимерными анионами. [c.19] Одним из наиболее технически важных полисиликатов являются стекла — линейные или чаще микросетчатые полимерные образования. По молекулярному составу стекла представляют собой полидисперсную систему простых и сложных полимерных анионов, в промежутке между которыми расположены катионы натрия, калия, кальция и др. Нерегулярность в построении анионов с относительно жесткими и прочными цепями является одной из причин трудной кристаллизуемости стекол. Повьппенная концентрация оксидов щелочных металлов, играющих роль концевых, а в некоторых случаях и функциональных групп, снижает молекулярную массу стекла, его вязкость, температуру размягчения. На основе стекол разработаны новые материалы, частично закристаллизованные стеклообразные вещества — ситаллы. Они получаются при инициированной кристаллизации стекол или шпаков в присутствии искусственно введенных зародышей кристаллизации при 700—1400° С [100]. [c.21] Кртсталлизация приводит к получению мелкозернистой и равномерной структуры, обеспечивающей высокие физико-технические свойства материалов. [c.21] Вернуться к основной статье