Кристаллические модификации кремнезема

В двадцатых годах на основе учения о полярной структуре молекул были разработаны простейшие представления об ассоциации молекул в жидкой воде как результате взаимодействия диполей. Однако эти представления оказались недостаточными для построения теории, согласующейся с опытными данными. В тридцатых годах на основе использования данных рентгеновского анализа Бернал и Фаулер показали, что в жидкой воде молекулы расположены в той или другой степени упорядоченно. При обычных и повышенных температурах это расположение близко к структуре кварца. При более низких температурах (ниже 4° С) вода имеет менее плотную структуру, подобную структуре обычного льда (или тридимита — одной из высокотемпературных кристаллических модификаций кремнезема). [c.165]

Изучение рассеяния рентгеновских лучей в жидкостях с многоатомными молекулами показывает, что не только относительное расположение молекул в некоторой степени упорядочено, но и их взаимная ориентация не вполне хаотична. Это, по-видимому, справедливо даже по отношению к таким симметричным молекулам, как U в- случае же несимметричных полярных молекул, например воды, имеет место вполне закономерная взаимная ориентация соседних молекул воды с образованием временных водородных связей между ними. Интересно, что преобладающая кристаллическая структура жидкой воды при повышенных температурах соответствует не структуре обычного льда, которая тоже имеется в жидкой воде, а более плотной структуре, относящейся к структуре льда так же, как относятся друг к другу две кристаллические модификации кремнезема—кварц и тридимит. [c.162]

Кристаллические модификации кремнезема. [c.47]

Кристаллические модификации кремнезема 115 [c.115]

Таким образом, даже сравнительно небольшое изменение температуры вызывает изменение порядка выпадения различных кристаллических модификаций кремнезема. Это имеет большое значение для производства огнеупорных изделий, в частности динаса. Если температура обжига будет выше 1600° С, то в качестве первой промежуточной фазы может появиться даже кварцевое стекло, из которого далее будет получаться сначала тридимит, а потом кристобалит. [c.179]

Плотность кварцевого стекла равна 2,2 г/см т. е. она меньше, чем у всех кристаллических модификаций кремнезема. Выше 200 °С кварцевое стекло начинает заметно пропускать водород и гелий, а выше 1000 С — и другие газы. Интересной особенностью плавленого кварца является почти полное отсутствие у него упругого последействия, вследствие чего нити и спирали из этого материала незаменимы в производстве ряда точных измерительных приборов. [c.599]

Одно и то же вещество иногда оказывается способным существовать в нескольких различных кристаллических формах, называемых модификациями. Само это явление называется полиморфизмом. Примером его могут служить алмаз и графит, являющиеся различными кристаллическими модификациями углерода, или кварц, тридимит и кристобаллит — различные кристаллические модификации кремнезема. [c.28]

При повышении температуры печного массива в процессе разогрева динасовых коксовых печей происходит рост, или расширение, кладки, т. е. линейные ее размеры увеличиваются. Расширение динасовой кладки при нагреве обусловливается главным образом кристаллическими модификациями кремнезема в определенных температурных интервалах. [c.269]

Кристаллические модификации кремнезема 1 17 [c.117]

Ниже кратко рассматриваются различные модификации кремнезема, обнаруживающие с точки зрения растворимости некоторые отличительные черты. Наиболее широко распространенная кристаллическая модификация кремнезема—кварц— представляет собой главную составную часть обычного песка. Однако в некоторых природных и лабораторных условиях образуются и другие разновидности кремнезема. Модификации можно подразделить на следующие классы [c.28]

Безводные кристаллические модификации кремнезема [c.28]

Безводные кристаллические модификации кремнезема..........28 [c.412]

Кристаллические модификации кремнезема 117 [c.117]

Кристаллические модификации кремнезема 119 [c.119]

Было показано, что каждый ион кремния окружен четырьмя ионами кислорода и что расстояния 51—О и О—О в стекле таковы же, как и в кристаллических модификациях кремнезема, но, поскольку сильный максимум на кривой интенсивности рассеяния не совладает с самой сильной линией кристобалита, было сделано заключение, что в стекле существует только ближний порядок. [c.143]

Описание структур некоторых кристаллических модификаций кремнезема приведено в гл. 4 (см. рис. 4.40—4.44). [c.244]

Физические и химические свойства. Оксид кремния является жестким минеральным полимером (5102)х. Для 510г существуют кристаллические модификации кварц, тридимит и кристобалит, а также отвердевший в аморфном состоянии расплав 5102 (кварцевое стекло). Поэтому горные породы и технические камни, когда-либо подвергавшиеся высокотемпературным воздействиям (например, огнеупоры), всегда содержат наряду с кварцем или без него другие кристаллические модификации кремнезема и стекло. Реже встречающиеся кристаллические модификации 5102 волокнистый кремнезем, китит, коэзит, стишовит (последний имеет октаэдрическую структуру). [c.358]

Очень низкое тепловое расширение, по сравнению с низкотемпературными кристаллическими модификациями кремнезема, объяснялось ранее невозможностью кооперативных движений в произвольных петлях кварцевого стекла. Поскольку связь Si—О сильная, изменения ее длины не могут быть большими. Большое тепловое расширение кристаллических форм кремнезема может происходить только вследствие изменения величины угла связи- [c.120]

Тепловое расширение кварцевого стекла с точки зрения представлений о колебательных движениях атомов исследовал Смите [396]. Вычисляя величину свободной энергии из суммированной энергии осцилляторов, Смите нашел, что знак теплового расширения зависит от того, уменьшается или увеличивается частота главного по энергетическому вкладу осциллятора — поперечных колебаний атомов кислорода при увеличении внутриатомных расстояний. Укладка атомов в стеклообразном кремнеземе и его высокотемпературных кристаллических модификациях — не плотнейшая. Для таких структур с увеличением частоты колебаний атомов кислорода (или им эквивалентных) происходит увеличение внутриатомных расстояний, и потому тепловое расширение имеет отрицательное значение. По достижении определенной величины, внутриатомные расстояния с увеличением частоты вибраций атомов кислорода начинают уменьшаться и коэффициент теплового расширения становится положительным. Аналогично этому происходят процессы и в сильно разрыхленных структурах высокотемпературных модификаций кремнезема, а также и некоторых силикатов, структура которых им подобна. В низкотемпературных кристаллических модификациях кремнезема укладка атомов более плотная, и свобода для поперечных колебаний атома кислорода здесь меньше. Тепловое расширение этих форм кремнезема, как указывалось выше, определяется изменением угла связей. [c.121]

Согласно экспериментальным данным, различные кристаллические модификации кремнезема можно разделить на две категории-— модификации первого порядка (кварц, тридимит и кристобалит),, резко различающиеся между собой по структуре и физическим свойствам, и модификации второго порядка (а, р, у-формы указанных разновидностей). Превращения ме кду модификациями первого порядка протекают медленно и, чтобы ускорить их, нужно добавлять минерализаторы, т. е. вещества, которые, плавясь при относительно низких температурах, способствуют перекристаллизации исходной формы кремнезема в новую его форму при соответственно более высокой температуре. [c.238]

Кристаллизационная способность стекол возрастает под влиянием некоторых компонентов стекла, называемых минерализаторами. К ним относятся, например, фториды. Часто в силикатных фторсодержащих стеклах в качестве кристаллической фазы выделяются фториды щелочных и щелочноземельных металлов и кристаллические модификации кремнезема. Увеличение кристаллизационной способности таких стекол относительно кремнезема обусловлено, по-ви-димому, тем обстоятельством, что при выделении кристаллических фторидов из стеклообразной части извлекаются щелочные катионы, [c.92]

Следует отметить, что некоторые исследователи, например Флёр-ке, не считают тридимит самостоятельной кристаллическо модификацией кремнезема. Это подтверждается тем, что при удалении примесных катионов из тридимита путем электролиза при 1300°С тридимит переходит в кристобалит. [c.30]

ГОРНЫЙ ХРУСТАЛЬ (греч. кг1з-1а11о5 — лед, кристалл) — минерал, бесцветный, прозрачная разновидность кварца, одна из кристаллических модификаций кремнезема 3102. Известны кристаллы Г. X. весом в несколько тонн. При нагревании до 1700° С Г. X. теряет кристаллическую форму, становится мягким и при охлаждении превращается в кварцевое стекло. Чистые однородные кристаллы Г. X. встречаются редко. Практическое значение имеют кристаллы размером не менее 3—5 см. (В СССР лучшие образцы Г. X. найдены на Урале, Украине, Кавказе, Памире, Алдане). Монокристаллы Г. X. выращивают в автоклавах. Прибавляя различные добавки, можно изменять свойства Г. х. например, Ое увеличивает показатель преломления, А1 — уменьшает его, Ре + придает зеленую окраску, Ре + — бурую, Со — синюю. Г. X. издавна применяют для изготовления ваз, чащ, скульптур однородные кристаллы Г. X. являются ценнщм техническим сырьем их используют в радиотехнике для производства излучателей ультразвуковых волн, изготовления призм спектрофотометров, линз, в оптических приборах, в точной механике и т. д. Окрашенные кристаллы Г. X. — драгоценные камни. [c.79]

Горный хрусталь — минерал, бесцветная, прозрачная разновидность кварца, одна из кристаллических модификаций кремнезема (SiOa). Чистые однородные кристаллы Г. X. встречаются редко. Практическое значение имеют кристаллы размером 3—5 см. Месторождения в СССР Урал, Украина, Памир, Алдан. Монокристаллы Г. X. выращивают в автоклавах. Добавление Ge увеличивает, а AI уменьшает показатели преломления, Fe + придает зеленый, Fe + — бурый. Со — синий цвет. Г. X. применяется в радиотехнике для получения ультразвуковых колебаний. Изготовляют призмы спектографов, линзы. Окрашенные кристаллы Г. х. применяются как полудрагоценные камни. [c.43]

Отмечалось, что высокая скорость растворения стишовита наряду с полным отсутствием его биологической активности, по-видимому, позволила окончательно исключить из рассмотрения теорию растворимости. Стишовит представляет собой форму кремнезема, подобную а-оксиду алюминия, в котором атом кремния координирован шестью атомами кислорода. Основное отличие поверхностных свойств заключается в том, что в стишовите в два раза более высока концентрация поверхностных групп SiOH в расчете на единицу площади и что его поверхность не адсорбирует поли(винилпиридин-К-оксид), который сильно адсорбируется другими кристаллическими модификациями кремнезема. Однако довольно высокая силикозная активность кварца по сравнению с другими модификациями не была объяснена. [c.1069]

Из рассмотрения кристаллографических сечений различных кристаллических модификаций кремнезема [1, 2] следует, что при прочих равных условиях различие в упаковке кремнийкислородных тетраэдров должно существенно сказаться на степени гидратации поверхности. При механическом дроблении кристаллического кварца структура его поверхности может быть значительно искажена. В литературе имеются указания о наличии на поверхности кварца тонкого слоя аморфного кремнезема [3]. В связи с этим картина расположения свободных углов кремнийкислородных тетраэдров на поверхности раскола реального кристалла может существенно отличаться от полученной из кристаллографических данных. Тетраэдры могут быть связаны с объемной структурой не только тремя углами, но, возможно, также четырьмя, двумя и даже одним. В случае силикагелей различие в упаковке и ориентации тетраэдров 5104 на поверхности может быть вызвано условиями их Приготовления и дальнейшей обработки. При длительном контакте образца с водой все выступающие на поверхности углы кремнийкислородных тетраэдров заняты гидроксилами, т. е. поверхность в этом смысле будет полностью гидратирована. Однако число таких углов, а следовательно, степень гидратации единицы поверхности различных образцов кремнезема может быть различной. Для проверки этих положГений. мы [4—8 провели систематические исследования адсорбционных и энергетических свойств, а также степени гидратации единицы поверхности кремнезема. В этих работах использовались различные образцы силикагеля, непористый кремнезем, полученный сжиганием кремнийорганических соединений (БС-1), и кристаллический а-кварц , их основные адсорбционные характеристики приведены в табл. 1. [c.107]

Каркасы, сложенные только из тетраэдров [8104], имеют основное значение для структур кристаллических модификаций кремнезема, таких, как кварц, тридимит и кристо балит. а-Тридимит, имеющий наивысщую симметрию, представляет превосходную модель гексагональной аранжировки ионов кислорода в совершенно правильной тетраэдрической координации с центральными ионами кремния (фиг. 52). Каждый ион кислорода принадлежит одновременно двум тетраэдрам [Si04] угол в группе Si—О—Si равен 180°. Устойчивый при высокой температуре а-кварц -(фиг. 53) характеризуется аналогичным строением в гексагональных группировках вдоль гексагональных винтовых осей (геликоиды с двойной нарезкой). Угол между связками Si—О в общих тетраэдрических верщинах составляет 150°. Это справедливо также для структуры -кварца с -более низкой симметрией, в которой ионы кремния и кислорода несколько смещены из положений с более высокой симметрией. Наконец, в а-кристобалите (фиг. 54) тетраэдры [8104] аранжированы подобно атомам В алмазе одна вершина всегда обобщена с одним ионом из кислородного мостика. В направлении тройной оси симметрии в. структуре кристобалита каждый четвертый слой ионов тождествен первому, тогда как в тридимите первый слой совпадает С третьим. Угол Si—О—Si в кристобалите равен 180°, так же, как в тридимите. [c.49]

Фазовая диаграмма равновесных состояний системы кремнезем — вода была построена Смитсом по аналогии с системой этиловый эфир — антрахинон (фиг. 628). Она характеризуется многочисленностью возможных положений точек Р я О в связи с существованием различных кристаллических модификаций кремнезема. Концентрация кремнекислоты во флюидной фазе сильно зависит ст давления, как это видно из сечений давление — концентрация. Флюидная фаза, сосуществующая с а-кристобалитом, характеризуется наивысшим содержанием кремнезема, а сосуществующая с 3-кварцем — наинизшим. Ван Ньивенбург и Блумендаль подтвердили сильную растворимость кремнезема при 365—410°С под давлением 000—35 0 атм поэтому установлено, что кремнезем действительно летуч. С другой стороны, кремнезем, растворенный во флюидной фазе, взаимодействует с другими окислами, например с окислами цинка или кальция, и образует кристаллические силикаты. Были получены хорошо образованный виллемит Р-волластонит, аламозит РЪО ЗЮг, метасиликат стронция, тефроит 2МпО 8102, диопсид, клиноэнстатит, [c.568]

Для динамических методов имеет решающее значение, являются ли реагирующие твердые вещества кристаллическими или частично аморфными. Условия, постулированные Тамманом, которые лежат в основе термических методов, непосредственно относятся только к кристаллическим порошкам. Вопрос, можно ли.эти термодинамические условия перенести также на реакции, в которых участвуют изотропные стекла или гели, представляет собой самостоятелькую проблему и имеет большое практическое значение. Такие фазы обычно-обладают значительно повышенной реакционной способностью по сравнению с анизотропным материалом такого же химического состава, что, например, наблюдал Хедвалль (см. О. I, 65) при взаимодействии извести с основными силиката.ми свища в стекловидном состоянии. Реакции с участием таких фаз протекают при иных температурах аморфные фазы приобретают реакционную способность, когда достигается достаточно большая подвижность структурных элементов. Поэтому нельзя переносить температуру начала реакции, определенную для коллоидного или стекловидного кремнезема, на реакции с жристаллическим кварцем, как это сделал Дикергоф в своем фундаментальном исследовании взаимодействия окиси кальция с осажденным и обожженным кремнеземам. Тем не менее в первом приближении, во многих случаях можно проводить сравнение между реакциями стекловидных материалов и реакциями кристаллических реагентов. Яндер и его сотрудники помимо кварца применяли также осажденный кремнезем, а Хедвалль сравнивал взаимодействие извести с кварцевым стеклом и с кристаллическими модификациями кремнезема. Иногда можно провести грубую аналогию между полиморфными превращениями и интервалом превращения стекла, иапример в том случае, когда рассматриваются предварительные эксперименты с целью определения условий смачивания поверхности стекла в атмосфере различных газов (см.А. П, 273). [c.719]

Тепловое расширение кварцевого стекла зависит от его приготовления и обладает гистерезисом [7, 387]. Средние величины коэффициента теплового расширения кварцевого стекла в зависимости от температуры приведены, по Сосмэну [7], на рис. 52. Из этого рисунка следует, что кварцевое стекло, подобно кристаллическим модификациям кремнезема, в некотором температурном интервале обладает отрицательным тепловым расширением. Минимальный объем кварцевое стекло имеет при температуре около 30° К [354]. [c.120]

Результаты опытов Виара и Сабатье и Коэза, как это видно из табл. 20 и рис. 61, одинаковы кварц наименее, а тридимит наиболее растворимы из всех обычных кристаллических модификаций кремнезема. [c.128]

Безводный кремнезем очень распространен в горных породах в формах кварца и халцедона. В некоторых вулканических породах встречаются также кристаллические модификации кремнезема, отличающиеся значительно меньшей плотностью,—тридимит и кристобалит. Известны также находки природного кварцевого стекла, называемого лешательеритом. [c.238]

Одна из кристаллических модификаций кремнезема, используемая в производстве стекловидного кремнезема, — кристобалит имеет две формы а-высокотемпературную и р-низ-котемпературную [1]. Кристобалит является продуктом самопроизвольной кристаллизации стекловидного кремнезема. а-Кристобалит имеет структуру трехслойного типа ЗС, наслаивание ряда АВСАВС... происходит вдоль направления (111), согласно [2, 3]. Установлено, что эта структура проявляется начиная с 1425° С и только для очень чистого кристобалита, при меньших температурах характерно появление двухслойных мотивов, которые преобладают при наличии примесных ионов, что сближает эту структуру со структурой модификации тридимит [4]. В работе [3] найдено, что структура высокотемпературного кристобалита стабильна лишь в интервале 1470—1723° С. [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология