Каркасы алюмосиликатов

Как видим, эти формулы были навеяны успехами органической химии. В этот период всем неорганическим соединениям приписывалось молекулярное строение, что в общем оказалось неверным. Неверными поэтому оказались и молекулярные формулы силикатов. Однако работы Вернадского имели большое положительное значение, так как выяснение роли алюминия в алюмосиликатах существенно облегчило расшифровку кристаллохимических структур таких сложных веществ, каковыми являются, например, алюмосиликаты. Четырехчленные кольца в каркасах полевых шпатов оказались построенными аналогично каолиновому ядру. Существенная разница заключается в том, что эти кольца не являются изолированными. Во многих позднейших работах В. И. Вернадский говорит о четвертой побочной ) валентности алюминия, подчеркивая этим еще большую его аналогию с кремнием. Эта идея также получила известное подтверждение тому, что А1, изоморфно замещая в алюмосиликатах 31, аналогично последнему имеет координационное число 4. В последних работах В. И. Вернадский структурную формулу каолина писал так [c.333]

Неорганические ионообменные сорбенты. По строению каркаса различают два основных типа неорганических ионообменников —с кристаллическим строением (алюмосиликаты, соли гетерополикислот) и аморфные вещества (гидроксиды многовалентных металлов, соли многовалентных металлов и многоосновных кислот). В неорганических катионитах подвижными ионами наиболее часто являются Ыа , Са +, Mg , ЫН ", Н+, в анионитах - гид- [c.150]

Многочисленные силикаты и алюмосиликаты (кремний образует около тысячи минералов) имеют различный состав и строение, но обладают одним общим и существенным свойством кремний всегда входит в анионную часть силикатов в виде анионов 510 , имеющих тетраэдрическое строение. Это означает, что в природных силикатах атомы кремния всегда непосредственно связаны с атомами кислорода и в их основе лежат каркасы, построенные из чередующихся атомов кремния и кислорода. [c.101]

В каркасе алюмосиликатов отношение 0/(А1 + 81) равно 2. Полевые шпаты, фельдшпатоиды и цеолиты составляют три главные группы каркасных структур. [c.48]

К природным неорганическим ионитам относят кристаллические силикаты типа цеолитов шабазит, глауконит и др. Их каркас представляет собой правильную сетчатую структуру алюмосиликата, в порах которой располагаются ионы щелочных или щелочноземельных металлов, выступающие в роли противоионов. Некоторые минералы, например апатит, способны к обмену анионов. [c.164]

Полиэдрические каркасы Алюмосиликаты Клатратные гидраты [c.145]

Такая точка зрения на глинистые минералы как природные неорганические полимеры представляется весьма плодотворной. Общность принципов построения силикатных и органических соединений отмечалась еще В. И. Вернадским, создавшим гипотетические алюмо-силикатные циклы. Как и у органических полимеров, строение макромолекул, их связи, активные функциональные группы, степень полимеризации определяют свойства глинистых минералов. Подобно тому как интенсивность взаимодействия органических полимеров со средой, в частности растворимость, падает с увеличением степени полимеризации и переходом от линейных структур к разветвленным или сшитым, также и у алюмосиликатов по мере их усложнения падает способность к пептизации, особенно при сшивке пакетов атомами кислорода. Полностью пропадает это свойство у силикатов с жестким трехмерным каркасом (полевых. шпатов, кварца и т. п.). Наличие функциональных групп определяет физико-химическую активность как органических полимеров, так и алюмосиликатов и взаимодействие между их цепями или слоями. [c.19]

Кристаллическая решетка каркаса алюмосиликатов построена из силикатных тетраэдров, в части которых кремний замещен на алюминий. Для Т01-0 чтобы такая система оставалась электронейтральной, в нее должны входить катионы или протоны, образующие гидроксильные группы. Известно множество такого рода структур. Некоторые из каркасных алюмосиликатов имеют пористую трехмерную решетку и, подобно слоистым алюмосиликатам, способны как к набуханию, так и к ионному обмену. К такого рода алюмосиликатам относятся, в частности, цеолиты, которые интенсивно исследуются и как ионообменники, и как адсорбенты газов (см., например, [86] и [87]). [c.334]

Рис. Ы. Три способа изображения усеченного октаэдра (содалитовой ячейки) в каркасах алюмосиликатов.

При исследовании инфракрасных спектров кристаллических минеральных алюмосиликатов и силикатов алюминия было показано, что полоса в области 720—780 см ответственна за валентные колебания А1—О в анионном каркасе алюмосиликатов [3]. С помощью нашей приставки удалось обнаружить соответствующую полосу в синтетическом алюмосиликатном катализаторе (рис. 2). Присутствие шестерной конфигурации для исследуемого катализатора нами было показано и по полосе в области 540 см [c.205]

Цеолиты составляют самую большую группу алюмосиликатов с каркасными структурами известно более 35 каркасов с разной топологией, а число возможных структур бесконечно. [c.53]

В конденсированных телах полиэдры являются основной структурной единицей для создания каркаса решетки. Они входят в состав ансамблей полиэдров и элементарной ячейки. Ансамбли полиэдров, как правило, имеют аморфную структуру и создают решетку аморфных тел (синтетические алюмосиликаты, жидкие вещества), они также входят в состав элементарных ячеек, если они имеют упорядоченную структуру. Твердое тело с кристаллической решеткой построено из сочетания элементарных ячеек заданной сингонии и состава. [c.249]

Цеолиты — это водные алюмосиликаты. Вода из цеолитов удаляется при нагреве постепенно, при этом кристаллический каркас не нарушается. Во влажной атмосфере они способны вновь поглощать воду. Поэтому цеолиты используют в качестве осушителей. [c.32]

Для 02, силикатов, алюмосиликатов и минералов с кислотными группировками на поверхности гидрофобизирующими ПАВ являются катионоактивные вещества, т. е. ПАВ типа органических оснований и их солей. Они, как правило, оказывают стабилизирующее действие на дисперсные системы. Создание защитной пленки из углеводородных радикалов способствует образованию структурно-механического барьера, препятствующего возникновению структурной сетки. Кроме того, стабилизаторы предотвращают также развитие пространственного каркаса, блокируя места контактов. [c.282]

Полиэдрические каркасы Г Алюмосиликаты [c.145]

Существует несколько вариантов классификации цеолитов, предложенных Смитом [30], Фишером и Мейером [31, 32] и Бреком [33]. Вначале при классификации цеолитов исходили из пх морфологических свойств (см. гл. 1, разд. Ж). В дайной книге используется классификация, основанная на топологии каркаса цеолитов с известной структурой. Все цеолиты разделены на 7 групп, в каждую из которых входят структуры с одинаковым характером сочленения тетраэдров (А1, 31)04 в структурные элементы. Распределение 31—А1 при этом ие принимается во внимание. Примером двух простейших структурных элементов служат кольца из 4 и б тетраэдров, характерные для многих каркасных алюмосиликатов. Такие элементы структуры Мейер [32] назвал вторичными структурными единицами. (Первичными единицами, конечно, являются 3104 и АЮ4 тетраэдры.) Некоторые из этих единиц, вероятно, целиком включаются в кристалл в процессе его роста. Вторичные структурные единицы, предложенные Мейером (рис. 2.21, а), представляют собой характерные конфигурации из тетраэдров. Из таких многогранников, как, например, усеченный октаэдр, можно составить каркасы некоторых цеолитов. Несколько таких многогранников, входящих в цеолитные структуры, представлены на рис. 2.21, б. Эти структурные единицы похожи на фонарики с полостями в нут- [c.54]

Цеолиты — группа водных алюмосиликатов каркасного строения, к которой относят более 40 минеральных видов. Состав отдельных представителей колеблется в довольно широких пределах, и что особенно важно отметить, он сравнительно легко изменяется в зависимости от внешних условий. Катионы Са , Na+, К" в каркасе цеолита могут обмениваться с катионами из окружающей среды по схемам Na+Si +5 Са +АР Са2+2Na- Ва2+2К" a2+5 2 s (в синтетических цеолитах) и т. д. это свойство используется для смягчения жестких вод и в других технологических процессах. [c.453]

Частота основной полосы поглощения антисимметричных валентных колебаний первого типа, т. е. колебаний внутри тетраэдров ТО4, зависит от состава кристаллического каркаса алюмосиликатов, выраженного через долю тетраэдрически координированных атомов алюминия. Как показывает рис. 5.37, частота указанной полосы падает с ростом числа атомов алюминия в каркасе [55, 57]. Аналогичное изменение частоты с увеличением числа тетраэдрически координированных атомов А1 наблюдается и для других полос поглощения (рис. 5.38). [c.431]

Вопрос об упорядоченности расположения А1 и Si в различных алюмосиликатах наиболее подробно изучен для природных полевых, шпатов [37]. Простейшая кристаллохимическая теория предсказывает, что в каркасах алюмосиликатов, построенных из тетраэдров, атом кислорода не должен присоединяться к двум атомам А1, если может присоединиться к кремнию. Однако известны исключения из этого правила, особенно для веществ, быстро закристаллизовавшихся при сильном пересыщении. Обычно, чем ближе соотношение Al/Si к единице, тем более вероятно их упорядоченное распределение в кристалле. Однако в недавно полученных полевых шпатах, содержащих Na и Са, дальний порядок, по-видимому, нарушается при соотношении Al/Si<0,9. Образцы, имеющие дальний порядок, кристаллизуются только при Al/Si >0,95. При нарушении дальнего порядка в образцах полевых шпатов, вероятно, образуются субмикроскопи-ческие когерентные области с ближним порядком. В тетраэдрах средние расстояния S1 —О и А1 —О равны 1,61 и 1,75 А соответ- [c.35]

Важнейшие соединения этого класса — алюмосиликаты (например, нефелин Na [AlSi04]). От алюмосиликатов следует отличать силикаты алюминия, в которых алюминий не входит в каркас и имеет обычно октаэдрическую координацию, например гранат АЬСаз [3104]з. Структура силикатов определяет их свойства. Слоистые силикаты — слюды легко раскалываются на тонкие пластины, т. е. обладают спайностью. Каркасные алюмосиликаты с широкими каналами в структуре называются цеолитами и служат в качестве молекулярного сита, пропускающего молекулы только определенного размера. Кроме того, они играют роль ионообменников — легко обменивают содержаш ийся в них ион натрия на кальций и магний. В этом качестве они прекрасное средство уменьшения жесткости воды. При истощении обменной способности цеолита он может быть регенерирован обработкой 5—10%-ным раствором поваренной соли. [c.139]

Вода, связанная в кристаллической структуре цеолитов, не точно определяется количеством независимых подвижных водяных молекул в каркасе алюмосиликата (А. I, 89 и ниже) однако (см. замечание Глем-зера о двух видах связей воды в цеолитах. С. II. 11) вода (частично или полностью) освобождается из кристаллической структуры и перераспределяется без за-метаых изменений. Изотермическая дегидратация, исследованная еще Тамманом , протекает непрерывно, не- [c.660]

НОСТЬЮ. Мировая добыча цеолитов с 1985 г. увеличилась более чем в 25 раз. Выпускаются цеолиты со связующим и без него. В качестге связующего используют бентонитовые глины или их смеси [3]. Цеолиты — кристаллические водные алюмосиликаты, содержащ е в качестве катионов элементы 1 и 2 групп системы Д. И. Менделеева, в частности К, Ма, Mg, Са, 8г, Ва. Каркас алюмосиликатов образуется при сочленении через общие вершины тетраэдров групп 5104 , А104 . В тетраэдрической координации могут также находиться ионы фосфора, хрома, железа. Характер соединения тетраэдров и конечные группы определяют форму каркаса. Вторичной структурной единицей цеолита является кольцо, образованное из 4, 6, 8 или 12 тетраэдров. При этом возможно образование многоэтажных колец с размером окон до 1,3 нм (рис. 56.1). [c.660]

Натролит. Каркасный алюмосиликат натрия — натролит — имеет химическую формулу Na2Al2SiзOl2H4. Как следует из его химического состава, в натролите, кроме ОН -группировск, нет никаких других летучих компонентов и группировок, легко вступающих в изотопный обмен с парами воды. Отсюда однозначно следует, что 9,5% веса, которые натролит обратимо теряет при 400° С, обусловлены выделением только входящих в него 0Н -группировок. Как следует из кривой потери веса натролита (рис. 68, а), все входящие в его состав ОН -группировки выделяются одновременно в очень узком интервале температур. При этом, судя по рентгеноструктурным данным, строение каркаса меняется слабо [339]. [c.171]

В последние годы в химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промынгленности широкое распространение получили высокоэффективные сорбенты — синтетические цеолиты. Дегидратированные цеолиты представляют собой пористые кристаллы. В решетке цеолита, как и в других алюмосиликатах, часть ионов четырехвалентного кремния замещена трехвалентными ионами алюмипия, благодаря чему реснетка цеолита обладает некоторым остаточным отрицательным зарядом. Катионы, компенсирующие отрицательную валентность анионных каркасов, располагаются во внутренних полостях решетки, чем обусловлены ионообменные свойства цеолитов. Эффективные диаметры окон, соединяющие большие полости решетки цеолитов, в значительной степени зависят от природы и размеров катионов, расположенных в непосредственной близости к этим окнам. [c.310]

Цеолиты представляют собой кристаллические пористые алюмосиликаты, отличашциеся строго регулярной структурой пор. а качестве катионов в состав цеолитов входят натрий, калий, кальций и другие металлы [7]. Пористая структура кристаллов цеолита образована жестким трехмерным алюмосиликатным каркасам, состоящим из тетраэдров 5 02 л АЮ4 [ 8]. Отрицательиый заряд кислородных тетраэдров компенсируется катионами щелочных и целочноземельвых металлов, не связанных жестко со структурой и способных обмениваться на другие катионы, в связи с чем цеолиты являются прекрасными катионообменными веществами. [c.172]

В последнее время все большее применение в качестве адсорбентов и катализаторов находят цеолиты, как природные, так и синтетические. Цеолиты — это алюмосиликаты, обладающие строго регулярной кристаллической структурой. Каркас кристалла цеолита состоит из структурных тетраэдрических элементов 8104 и А1О4 , соединенных между собой общими атомами кислорода. Отрицательный заряд каркаса благодаря наличию в нем трехзарядного алюминия компенсируется зарядом катионов щелочных и щелочноземельных металлов, располагающихся в полостях структуры. В зависимости от кристаллической структуры окна этих полостей имеют размеры 0,4—1,1 нм (соизмеримые с размерами молекул). Поэтому на цеолитах могут адсорбироваться только те вещества, молекулы которых имеют размер по наименьшей оси (критический диаметр) меньше диаметра окна полости. Отсюда второе название цеолитов — молекулярные сита. Цеолиты жадно поглощают воду, и поэтому широко применяются для осушки газовых и некоторых жидких сред. При нагревании вода из них испаряется, с чем и связано нх название — цеолиты (кипящий камень — кипеть, литое — камень). Цеолиты научились синтезировать совсем недавно (1948). Особенностью их синтеза является процесс кристаллизации после получения алюмосиликагеля. [c.130]

Структура аморфных алюмосиликатов представляет собой корпускулярную систему из аморфных сферических глобул, связанных сросшимися контактами в пространственный каркас большей или меньшей плотности [23]. Размер глобул в зависимости от условий приготовления алюмосиликата равен 2—20 нм. Промежутки между глобулами составляют пористую структуру алюмйсилика-та — извилистую систему пор с преимущественными -размерами 2— 8 нм. [c.39]

Так алюмосиликаты построены из тетраэдров [31 0Изоморфное замещение 51 (IV) на А1(1П), происходящее на стадии образования и кристаллизации соединения, приводит к возникновению избыточного заряда полимерного каркаса, который компенсируется подвижными, способными к обмену противоионами. Предельная обменная емкость алюмосиликатов определяется, таким образом, содержанием в них алюминия. [c.671]

Цеолиты представляют собой тоикопористые селективнодействующие алюмосиликаты, отличающиеся от других известных адсорбентов кристаллическим строением и вытекающей отсюда строго однородной пористостью. молекулярного размера. Они селективно поглощают молекулы тех размеров, которые способны проникнуть во внутрикристаллические пустоты цеолитов. Пористость в иих образуется Б результате потери кристаллизационной воды (цеолитовой воды), вследствие чего получается каркас с внутренними относительно большими шарообразными полостями, сообщающимися между собой узкими входными окнами (каиалами), размеры которых приближаются к размерам молекул (диаметр окон от 0,3 до 0,9 нм). [c.134]

К С. каркасного строения относятся многочисл. группы алюмосиликатов (в меньшей степени-боросиликаты), вязаный каркас к-рых образован четырьмя мостиковыми связями и имеет общую ф-лу (А1 81 02 )" . Избыточный отрицат. заряд анионного остова из (А1,8 )-тетраэдров электростатически компенсируется щелочными и щел.-зем, катионами, располагающимися в по юстях каркасной струк туры. Среди каркасных алюмосиликатов более всего в при роде распространены щелочные полевошпатовые С. твер дые р-ры альбита НаА181зОз и ортоклаза КА181зОз, а так же альбита и анортита СаА12 8 2 0д, известные под назв плагиоклазов. Каркасные С. цеолиты характеризуются большими внутр. полостями и входные окнами, в к-рых [c.343]

Представляют собой кристаллич. цеолиты, включенные в матрицу. Цеолиты, входящие в состав Ц. к., имеют ввд каркаса, построенного из бесконечной одно-, двух- или трехмерной сетки тетраэдров 64 и АЮ4, связанных общими атомами О, и пронизанного полостями и каналами. Матрица Ц. к. может состоять из А12О3, 8102, П1ины или аморфного алюмосиликата (иногаа из смеси этих в-в) в ней распределен и закреплен кристаллич. цеолит. Матрица выполняет роль связующего для механически непрочного цеолита, поглощает тепло и тем самым предохраняет цеолит от локальных перегревов и термич. разрушения, проявляет синергетич. эффект в отношении активности цеолитов, их устойчивости к отравлению каталитич. ядами и т. п. [c.344]

Фельдшпатоиды. Структуры фельдшпатоидов более открытые, чем у полевых шпатов. В каркасах фельдшпатоидов имеются большие полости, содержащие дополнительные катионы, а в ряде случаев также и анпопы. В некоторых синтетических формах присутствует вода такие алюмосиликаты в какой-то степени соответствуют нашему определению цеолитов, так как они могут обладать ионообменными свойствами и в небольших пределах адсорбировать пары воды. [c.49]

Ломонтит известен с 1801 г. и широко распространен, тем не ме-его структура определена лишь недавно (82, 83]. Алюмосиликат-каркас содержит 4-, 6- и 10-членные кольца. Ионы Са " " и мо-/лы воды локализованы в каналах, причем места локализации I, по-вндимому, заняты только частично. Дегидратация ломон-происходит ступенчато частично дегидратированную фор-эбычно называют леонгардитом. Алюмосиликатный каркас нтита (рис. 2.40) нельзя отнести к какой-либо известной груп- [c.83]

Два синтетических алюмосиликата, полученных Баррером в 1948 г., содержат включения ВаС12 (цеолит Р) и ВаВгз (цеолит Р). В данной книге этн цеолиты обозначаются Р-[С1] и Q-[Bг] соответственно. Позднее было показано, что указанные цеолиты имеют такую же структуру каркаса, как цеолит ZK-5. Не входящие в каркас атомы и молекулы Ва , Вг , С1 и Н2О расположены в а-полостях и в 18-гранных у-полостях. Например, элементарная ячейка цеолита Р-[С1] содержит около 13 молекул ВаОг и 35 молекул воды [156]. [c.122]

В последние годы ряд природных алюмосиликатов, в том числе тектосиликаты и глины, был исследован методом ИК-спектро-скопии [51—53]. В литературе приведены также спектры некоторых из этих цеолитов, причем спектры трехмерных каркасных алюмосиликатов снимались обычно в области до 15 мкм (- 670 м ), В большинстве работ рассматривается основная полоса поглощения, отвечающая колебанию связи Si, А1 — О и расположенная при 1000 см"Ч Милкет [54] заметил, что частота этой полосы поглощения и отношение Si/Al в алюмосиликатиом каркасе связаны приближенной зависимостью. [c.424]

В качестве полиэдрической единицы вторичной структуры в каркас цеолитов А, X, V входит -ячейка (содалитовая). Можно предположить, что между ИК-спектрами гидросодалита и перечисленных цеолитов должно наблюдаться известное сходство. Однако, как показывает рис. 5.36, в спектральных характеристиках этих алюмосиликатов имеются и определенные различия. Полоса поглощения при 560 см , приписанная колебаниям сдвоенных 6-членных колец, в спектре гидросодалита отсутствует. Другим примером, иллюстрирующим связь между спектральными и структурными характеристиками, является спектр гидроканкринита в этом цеолите, как и в цеолитах Т и Ь, вторичной структурной единицей является -ячейка. [c.430]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология