Пространственные структуры силикатов

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ СТРУКТУРЫ СИЛИКАТОВ [c.21]

Пространственные структуры силикатов. . [c.360]

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ СТРУКТУРЫ СИЛИКАТОВ Общие принципы построения структур ионных кристаллов [c.53]

Изучение пространственных структур силикатов методами рентгеновского анализа за последние годы значительно продвинулось вперед. Остается тем не менее еще много неясностей. Прежде всего. 74 [c.74]

Явление это особенно заметно именно в IV группе, так как выгодность замещения -уровня в энергетическом отношении возрастает при переходе от VII группы к VI, V и, наконец, к IV группе. Для кремния в природе характерны силикаты с их пространственными структурами, внутренне скрепленные мостиками из двухвалентных атомов кислорода для углерода даже в присутствии окислителей типично сохранение углеродных цепей (без кислородных мостиков), в значительной степени окутанных одновалентными атомами водорода, изолирующего молекулы друг от друга (образование нефти в природе). [c.359]

Однозначно доказывается существование в вулканических стеклах двух типов воды 1) адсорбционной — в виде молекулы НгО и 2) конституционной — в виде ОН . Известно, что во всех структурно изученных пространственных решетках силикатов и алюмосиликатов водород входит в анион ОН , не связанный с кремнекислородными тетраэдрами в структурах с гидроксилом образуются типичные основные соли. Как и должно быть [7], ионы гидроксила в этом случае всегда бывают связаны со слабыми основаниями, чаще всего с алюминием и магнием. [c.251]

На примере большого числа кристаллических структур силикатов показано, что они построены из комплексных ионов различного типа от одноядерных до многоядерных с бесконечным пространственным протяжением—от одномерного до трехмерного. [c.314]

О—31—, или с ионами металлов. Поэтому имеются два крайних случая первый — это двуокись кремния, в которой имеются только связи —31—О—31—, и второй — это ортосиликаты, в которых четырехвалентный анион 8104 ассоциирован с эквивалентным количеством катионов. Между этими двумя крайними формами, т. е. между идеальной трехмерной сеткой и четырехвалентным анионом, расположены все силикаты, построенные из различных цепей или обладающие двух- или трехмерной пространственной структурой. Ниже приведена структура ортосиликата, а также структура сетчатого и слоистого силиката [c.347]

К пятой и последней группе относят силикаты, характеризуемые связью между отдельными тетраэдрическими группами кислорода — кремния с помощью четырех общих атомов кислорода. Если каждая вершина тетраэдра принадлежит другому тетраэдру, валентности кислорода оказываются насыщенными. При этом на каждый атом кремния приходится два атома кислорода. Подобная структура характерна для кремнезема, полевых шпатов. На рис. 21 представлена пространственная решетка силиката. [c.61]

Алюмосиликаты с пространственной структурой, содержащие трехмерные макромолекулярные ионы. В этих силикатах тетраэдры [8104] связаны между собой всеми атомами кислорода в трехмерные бесконечные макромолекулярные решетки. Замещая кремний на алюминий, в трехмерной решетке можно получить отрицательные электрические заряды, которые нейтрализуются катионами с большим объемом—Ха+, К +, Са +, Ва" . Катионы, нейтрализующие остаточ- [c.312]

Полосы, отвечающие основным колебаниям тетраэдров, позволяют сделать ряд выводов о структуре силикатов. Так, оказывается, что у силикатов с островной структурой первая основная полоса селективного отражения наиболее сдвинута в сторону длинных волн и располагается при 11 — 11,Змк. По мере возрастания степени связанности тетраэдров и перехода к цепной, полосатой, слоистой и пространственной решеткам полоса сдвигается в сторону коротких длин волн и у кварца, имеющего высшую степень полимеризации тетраэдров, занимает наиболее коротковолновое положение при 9 мк. Следовательно, уже по положению первой основной полосы в спектре силиката мон<но приближенно установить принадлежность его к тому или другому классу силикатов. [c.7]

Кремнийорганические соединения, подобно неорганическим силикатам, можно рассматривать как тетраэдры, в центре которых находится кремний, окруженный четырьмя атомами кислорода. Тетраэдры могут быть связаны между собой вершинами, образуя при этом линейные, сетчатые и пространственные структуры. [c.237]

Пространственное строение многих силикатов было изучено с помощью рентгеновских лучей. При этом выяснилось, что все исследованные структуры могут быть классифицированы с разбивкой на сравнительно небольшое число типов, отличающихся друг от друга характером сочетания тетраэдрических ионов [c.595]

В основе структуры всех силикатов лежит атом кремния, окруженный четырьмя атомами кислорода, расположенными по углам тетраэдра. Атомы кислорода, в свою очередь, могут быть связаны с новыми атомами кремния силоксановой связью, как, например, в кремнеземе (5102), или с ионами металлов, образуя ортосиликаты, содержащие анион [5104] . Между этими крайними случаями, т. е. между идеальной пространственной сеткой и ион- [c.346]

Можно показать, что при образовании ортосиликатов M2Si04 (M = Mg, Са, Pb, Zn) движущимися частицами являются ионы М - - и 0 или ионы Ма+ и электроны, причем в последнем случае к фазовой границе переносится кислород из газовой фазы. Ионы (электроны) в этих системах движутся в одном и том же направлении к поверхности раздела фаз. В системе оксид металла/диоксид кремния в качестве последующих реакций могут протекать также и другие твердофазные превращения, приводящие к образованию пространственной структуры силикатов. [c.438]

Изучение пространственных структур силикатов методами рентгеновского анализа за последние годы значительно продвинулось вперед. Остается, тем не менее, еще много неясностей прежде всего, до сих пор недостаточно четко разграничена топография атомов кремния и алюминия, весьма существенно отражающаяся на свойствах силикатов. Положение атомов водорода в кристаллах также определяется недостаточно надежно методами рентгеноанализа. Совершенно недостаточно изучена, наконец, природа сил связи, действующих внутри кристаллических решеток. [c.42]

Примером системы, образовавшейся в результате конденсационно-кристаллизационной структуры, может служить студень кремневой кислоты. Анионы кремния 510з соединяются между собой через атомы кислорода и могут образовать длинные цепи ( 27). Между цепями могут возникать поперечные связи (кислородные мостики) и в конечном счете пространственная решетка силиката. Разрушение конденсационно-кристаллизационной структуры сопровождается необратимыми изменениями, т. е. после механического разрушения обломки каркаса не могут вступать в прочные контакты, которые приводили бы к восстановлению структуры. [c.369]

Часть атомов кремния в структуре силикатов может быть заменена атомами алюминия (алюмосиликаты), а оксо-ионы — на ионы фтора, хлора, гидроксид-ионы, борат-ионы и др. В алюмосиликатах вместо части тетраэдров [8Ю4] встраиваются тетраэдры [АЮ4]. Если тетраэдры [8104] " связаны в трех точках, они образуют структурную единицу [81205]2 . К таким структурам относится каолин А12[(81205)(0Н)4]. Его, как и другие алюмосиликаты, можно представить формулой Н4А12812О9 или А120з-28102-2Н20. При связывании кремнекислородных тетраэдров всеми четырьмя вершинами образуются пространственные структуры. Замещение кремния на алюминий дает избыточные отрицательные заряды, которые нейтрализуются катионами Ка , К , Са и Ва . К таким структурам и отно- [c.377]

Наряду с указанными силикат-ионами, имеющими ограниченные размеры, существует огромное число силикат-ионов с неограниченными размерами. Тетраэдры [SIO4] могут объединяться, образуя цепочечные, ленточные, плоскостные и пространственные структуры, отрицательный заряд которых нейтрализуется положительными ионами металлов (рис. 74). [c.326]

Выше была рассмотрена структура и свойства элементарного кремния. В настоящем разделе рассматриваются гетероцепные соединения этого элемента. Как уже указывалось [13], основное валентное состояние кремния описывается - гибридизацией, что приводит к тетраэдрическим связям. В результате различного соединения кремнийкислородных тетраэдров образуются островные, цепочечные, слоистые и пространственные структуры, лежащие в основе гетероцепных соединений кремния и, в частности, силикатов. [c.441]

Проведенные исследования по набуханию п абсорбции воды наполненными резинами показали, что влияние наполнителей на степень набухания резин в воде очень сложноОдни наполнители (силикат кальция, окись магния, окись цинка и др.) увеличивают, другие (углеродные сажи типа MP , ЕРС, HAF мел и др.) — снижают набухание резин в воде по сравнению с нена-полненными резинами Влияние наполнителей на водостойкость резин обусловлено содержанием водорастворимых примесей зависимостью модуля резин и скорости их релаксации от активности наполнителя и способностью активных наполнителей образовывать пространственные структуры. Даже низкомодульные резины характеризуются невысокой степенью набухания, если в них введен наполнитель, почти не содержащий водорастворимых добавок. Это, например, наблюдалось на резине из тройного этиленпропилено-вого сополимера, наполненного сложным силикатом с хорошими электроизоляционными свойствами (марки Whitetex). Набухание в этом случае не превышало 1%. Увеличение модуля резин при введении активных наполнителей положительно влияет на их водо- [c.29]

Хорошо известной особенностью силикатных минералов является возможность изоморфного замещения кремния алюминием При условии сохранения в структуре локальной нейтрализации заряда одновалентными или двухвалентными катионами. Эта особенность ярко выражена у силикатов с пространственными структурами, близкими к структуре кремнезема одновалентные и двухвалентные катионы расположены в пустотах пространственного каркаса, образованного тетраэдрами Si04 и АЮ4. В этих материалах отношение КгО/АЬОз или RO/AI2O3 равно единице, а немостиковые атомы кислорода отсутствуют. [c.97]

Исходя из опыта консервации камня, можно предположить, что перспективно для укрепления лепного декора использование кремнийорганических соединений с легкогидролизуюшимися группами, образующими совместную пространственную структуру, включающую полимер и обрабатываемый материал. К таким перспективным соединениям относятся алкоксиалкилсиланы и силазаны. Эти препараты дают хорошие результаты при консервации монументальной живописи па лессовом основании и лессовой полихромной скульптуры. Однако содержание силикатов в лессе более высокое, чем в материалах лепного декора, поэтому здесь с успехом была использована и полиорганосилоксановая смола типа К-4 [17]. Особенностью обработки такого крупнопористого материала, как лесс, является возможность и необходимость многоразовой обработки поверхности растворами кремнийорганических препаратов с промежуточной просушкой для более полного заполнения пор консервантом [18]. [c.235]

Рассматривая все силоксанаты, можно увидеть два крайних возможных варианта их построения первый — это двуокись кремния, в-которой имеются только связи —Si—О—Si— и второй — ортосиликаты, в которых кремнекислородный анион ассоциирован с эквивалентным количеством катионов. Между этими двумя крайними формами, т. е. между трехмерным полимером и мономерным кремнекислородным анионом возможно представить все другие силикаты, построенные из различных отдельных кремнекислородных групп и цепей или обладающие трехмерной пространственной структурой. [c.76]

Минеральные иониты. Природные минеральные иониты являются, как правило, кристаллическими силикатами, жесткая решетка которых несет избыточный заряд. Наиболее важными представителями этой группы ионитов являются цеолиты, способные к обмену катионами. К ним относятся минералы анальцим, шабазит, гармо-том, гейландит, натролит и некоторые другие. Все они обладают правильной пространственной сетчатой структурой со сравнительно большими расстояниями между узлами решетки. Роль противоионов играют ионы щелочных и щелочно-земельных металлов. Вследствие жесткости структуры цеолиты слабо набухают, а их противоионы малоподвижны. Катионы и нейтральные молекулы больших размеров не могут проникать в решетку цеолитов, вследствие чего цеолиты обладают ситовым эффектом и применяются в качестве ионных или молекулярных сит. [c.112]

При введении в состав расплава катионов первой группы отношение О 81 постепенно увеличивается, а связи 51—О—81 заменяются на 51—О—Ме (здесь Ме — металл). В этом случае пространственные комплексы все более и более дробятся. Все большее количество анионов кислорода оказывается необобщеиным, принадлежащим только одному тетраэдру. Образующиеся кремнекислородные комплексы напоминают кремнекислородные группировки в решетках кристаллических силикатов, имеющих ту же величину отношения О 81. Это могут быть слои, ленты, цепочки, кольца и отдельные тетраэдры [5104]. При содержании 0,10 молярной доли МегО или 0,20—МеО в значительной мере деформированная сетка из 5102 распадается на отдельные куски. Когда отношение О 51 достигает величины порядка 2,5, в расплаве превалируют комплексные анионы [51205] , которые образуют слои. При дальнейшем введении оксида металла возникают одномерные цепочки [810з]1 , в которых отношение О 81 равно 3. В присутствии комплексообразующих катионов А13+, В , Р + состав и строение комплексов усложняются. Полимеризованные кремнекислородные анионы в расплавах в той или иной степени отражают структуры твердых силикатов. [c.186]

Кремниевая кислота не является индивидуальным химическим соединением. Ее нерастворимый гель можно выразить формулой тЗЮа гаНаО, где т я п изменяются непрерывно в очень широких пределах. При кислотном выщелачивании многих силикатов образуется гель (сиш-тоф), который пролходит через обычные фильтры и затрудняет отделение раствора от осадка. Такой гель представляет собой пространственную ажурную сетку из тетраэдров [8Ю4] , между которыми удерживается очень большое количество воды и различных катионов. Таким же многообразием строения обладают силикатные и алю-мосиликатные минералы. Из всех силикатов растворимыми являются только силикаты щелочных металлов с общей формулой МагО (КаО)- т 810г, известные под названием жидкое стекло (обычно т = 2- 2,5). Остальные силикаты нерастворимы в воде. В твердом виде они весьма разнообразны по структуре, что обусловлено множеством вариантов соединения между собой тетраэдров [8Ю4]". Это соединение возможно через грани, ребра, вершины с образованием линейных, плоских, объемных, циклических структур (см. также раздел 6.9.3). Это многообразие напоминает многообразие углеродных органических соединений, но для кремния характерна связь атомов через кислород, а для углерода — непосредственная связь атомов. [c.149]

Среди кристаллов с атомной решеткой особое место занимают силикаты и алюмосиликаты ввиду их широкого распространения в природе. Основными звеньями этой решетки являются атомы кремния или алюминия с КЧ = 4, связанные друг с другом через кислородные мостики. Число сочетаний из этих фрагментов очень велико. Они могут образовывать пространственные сшитые структуры с низким отношением 81 О = 1 2иА1 0 = 2 Зис полным использованием кислородных мостиков во всем объеме кристаллов (кварц, корунд). Возможны также слоистые структуры, в которых часть кислородных атомов выходит на поверхность, изменяя отношение 81 О и А1 О до 1 3 (слюда, гиббсит). Наконец, могут образовываться линейные волокнистые структуры с отношением 81 О и А1 О = = 1 4, состоящие из тетраэдрических фрагментов 8104 и АЮ4, легко замещающих друг друга в кристаллах (асбест). Необходимые для стехиометрии катионы обычно размещаются между этими фрагментами в полостях довольно ажурных решеток. Подавляющее большинство природных алюмосиликатных минералов представляет собой решетки подобного типа. [c.291]

Кристаллическое состояние силикатов представляет наибольший интерес для минералогов и петрографов, так как именно в этом состоянии они наиболее часто встречаются в природе и находят наиболее важное применение в промышленности. Исследования в области минералогии силикатов всегда развивались параллельно исследованиям по кристаллографии. При этом наметился путь, по которому можно установить соотношения между свойствами кристаллического вещества и его химическим составом. Особенно за последние десятилетия мы были свидетелями быстрых успехов, достигнутых в представлениях атомистического, т. е. прерывного, строения кристаллической структуры, выявившего ее преимущества перед теорией физической сплошности вещества. Представление о пространственных решетчатых структурах позволило вывести общие принципы, управляющие соотношениями между морфологическими, физическими и химическими результатами кристаллографических исследований. Отсюда вытекает необходимость рассмотрения кристаллического состояния силикатов и вывода их свойств на основании теории пространственной решетки. Основанием для рассматривания свойств силикатов как результата их атомистическо-кристаллографического строения служат данные точных исследований, проведенных новейшими методами интерференции рентгеновых лучей, отраженных материальными точками пространственной решетки. Этот метод дал прекрасные результаты, полученные, в частности, для силикатов Брэггом и его сотрудниками [c.13]

Смотреть страницы где упоминается термин Пространственные структуры силикатов: [c.54] [c.9] [c.209] [c.139] [c.377] [c.347] [c.649] [c.508] [c.364] [c.27] [c.24] [c.233] [c.325] [c.371] [c.27] [c.520] [c.542] [c.546] [c.719]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология