Алюмосиликаты каркасные

Цеолитами называются кристаллические водные алюмосиликаты каркасной структуры, из которых путем умеренного нагревания вода может быть обратимо удалена без разрушения кремнеалюмокислородного каркаса при этом в каркасе образуется система регулярных каналов и полостей, доступных для адсорбции молекул малых размеров. Поэтому цеолиты, в отличие от пористых аморфных адсорбентов, по праву могут быть названы пористыми кристаллами. [c.9]

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

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]

Полевые шпаты — самая распространенная в литосфере группа минералов составляет несколько более половины ее массы. Это каркасные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов (К, Na, Са, редко Ва), очень сходные по составу и близкие по свойствам. Кристаллизуются они в моноклинной и триклинной сингониях и по морфологическим признакам почти аналогичны друг другу (см. рис. 73). [c.454]

Каркасные структуры по сути дела встречаются только среди алюмосиликатов. Каркасных силикатов не существует, за исключением полиморфных модификаций ЗЮг — кварца, кристобалита и тридимита. Структура, образованная соединением всех вершин тетраэдров (8104), сама по себе электронейтральна и не может присоединять катионы. [c.318]

Цеолиты представляют собой алюмосиликаты каркасной структуры. Одной из характерных особенностей алюмосиликатов является особое полон ение Л1 в их структуре. Соболев в известной монографии Введение в минералогию силикатов пишет об этом так А1 играет в ряде силикатов (но не во всех) особую роль, близкую к роли 81, и может быть включен в комплексный алюмо-кремниевый радикал, в то время как в других случаях его положение и роль идентичны типичным катионам оснований, в частности Mg. В первом случаемы будет применять термин алюмосиликаты , называя силикаты второго типа просто силикаты алюминия [1, стр. 20, 21]. [c.5]

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

Вторую большую группу составляют силикатные сорбенты. В их число входит силикагель, получаемый высушиванием геля кремниевой кислоты. Его скелет состоит из связанных друг с другом очень мелких шарообразных частиц 5102. При определенных условиях синтезируют также алюмосиликаты особой каркасной структуры, в решетках кристаллов которых имеются полости. Такие алюмосиликаты называются цеолитами. Поры в цеолитах имеют размеры небольших молекул (около 1 нм). [c.68]

Характерно, что активность алюмосиликата при полимеризации олефинов резко снижается после обмена поверхностных Н-атомов на ионы Ка [43] и коррелирует с его бренстедовской кислотностью [44], определяемой по обмену с ионами ЫН/, а не с общей кислотностью по бутиламину. Окислительными и кислотно-каталитическими свойствами характеризуются синтетические цеолиты, содержащие в качестве катионов элементы I и II групп Периодической системы элементов. Это класс гидратированных каркасных алюмосиликатов, льюисовские центры которых преобразованы при добавлении Н2О в бренстедовские В-центры [45], причем высокая поляризующая сила обменного катиона (увеличение отношения заряда катиона к его радиусу - е/г) способствует более легкой протонизации поверхностных групп - ОН и адсорбированных молекул Н2О [46, 47]. [c.46]

Чтобы лучше понять кристаллохимию цеолитов, рассмотрим кратко следующие 5 основных типов силикатов и алюмосиликатов островные структуры, структуры с изолированными группами, цепочечные структуры, слоистые структуры и каркасные структуры [1]. [c.39]

Каркасные модели. Если расположить 4 проволочки так, чтобы они соответствовали 4 связям М—О тетраэдра МО4, то место переплетения проволочек покажет положение атома кремния (рис. 2.2, в). Мейер [3] модифицировал указанный метод, и далее мы будем пользоваться им для изображения каркасных структур алюмосиликатов и цеолитов. [c.40]

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]

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]

Из-за сложности физических свойств цеолитов им трудно дать точное определение. Так, автор этой главы [6] предлагает называть цеолитами алюмосиликаты с каркасной структурой, в которой имеются полости, занятые большими ионами и молекулами воды, причем и те и другие характеризуются значительной подвижностью, что обеспечивает возможность ионного обмена и обратимой дегидратации . Каркасная структура построена из соединенных вершинами тетраэдров, в. которых малые атомы (называемые Т-атомами) лежат в центрах тетраэдров и атомы кислорода —в их вершинах. Положения Т в природных цеолитах заняты преимущественно атомами А1 и 81, но в синтетических цеолитах их можно заменить на близкие по природе атомы Оа, Ое и Р. Роль больших ионов в полостях природных цеолитов выполняют одно- и двузарядные катионы Ка, Са,. К, Mg и Ва, содержание которых зависит от геохимического состава [c.11]

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]

Взаимодействие безводных солей и безводных каркасных кристаллов металл-алюмосиликатов [c.401]

Кроме силикатов в природе широко распространены алюмосиликаты. Алюмосиликаты — каркасные оксосиликаты, в которых часть атомов кремния заменена на трехвалентный А1 например Na,2[(Si, А1)04],2. [c.468]

МО оксидов кремния и алюминия в состав цеолитов входят оксиды Ыа, Са, К. Цеолиты имеют кристаллическую трехмерную каркасную структуру. Простейшей структурной единицей является правильный тетраэдр, в центре которого находится кремний. Структура цеолита напоминает ряд птичьих клеток , связанных друг с другом со всех шести сторон. Каждая клетка открывается в соседнюю клетку отверстием, позволяющим небольшим молекулам пройти внутрь клетки. Благодаря этой особенности структуры, цеолиты способны адсорбировать большие количества веществ с малыми молекулами, при этом молекулы поглощаются не поверхностью полости, а объемом. Цеолиты, кроме того, обладают катионообменными свойствами и являются хорошими катализаторами. Алюмосиликаты широко распространены в природе (шабазит, ферроврит, мордеиит и т. д.), кроме того, их легко получить искусственным путем. Промышленно производятся искусственные цеолиты марок КА, МаА, СаА, ЫаХ, СаХ. Первая часть марки фиксирует название катиона, вторая — тип структуры. Цеолиты типа А относятся к низкокремнистым формам, в них отношение 5 02 А12О3 не превышает 2, а диаметр входного окна составляет 0,3— [c.90]

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]

К алюмосиликатам относятся глины и цеолиты, имеющие цепочечный, слоистый или каркасный алюмокислородный остов. Только благодаря прочности алюмокремнекислородного остова цеолиты могут, не теряя устойчивости, обменивать свои катионы (при соблюдении закона электронейтральности), а также молекулы воды на другие ионы или молекулы. Как мы видели выше, выщелачивая силикаты или алюмосиликаты кислотой, в ряде случаев удается [c.77]

Берилл никогда не может быть назван алюмосиликатом, поскольку А1 в этрй структуре занимает позицию с координационным числом 6. В кордиерите же А1 занимает позицию, аналогичную позиции Ве в берилле, т. е. имеет координационное число 4 и координационный многогранник — тетраэдр. В этом случае координация трех атомов А1, находяпщхся вне кремнекислородного мотива, ничем Не отличается от координации того атома А1, который входит в шестичленное кольцо. Если же рассматривать все атомы А1 совместно с 81, то вместо кольчатого структурного типа получаем для кордиерита каркасный тип. При первом подходе мы должны будем назвать кордиерит кольчатым алюмосиликатом магния и алюминия, при втором — каркасным алюмосиликатом магния. [c.341]

Минералы можно подразделить на три типа природные элементы, силикаты и не-силикатные соединения. Силикаты шире всего распространены в природе. Структурной основой этих миниралов являются силикатные тетраэдры 8104, которые путем обобществления атомов кислорода способны связываться друг с другом, образуя цепи, слои и каркасные структуры. Мы обсудили, каким образом макроскопические свойства некоторых силикатов, например способность к разрушению, отражают их молекулярное строение. Во многих минералах ионы 81 замещены ионами А1 , что приводит к образованию алюмосиликатов, к числу которых относятся полевые шпаты. Силикаты являются важными компонентами при получении стекла и цемента процессы получения этих веществ кратко рассматриваются в тексте главы. Однако силикаты в настоящее вре- [c.365]

Общая формула радикала каркасных силикатов [А1ж51п- 02п] Так как каркасные алюмосиликаты содержат большие пустоты, в них размещаются крупные катионы с малым зарядом К+, N3+, Са2+, Ва2+. Малые двухвалентные катионы Мд +, Ре + и др. в каркасные силикаты не входят. В некоторых алюмосиликатах в пусто- [c.31]

К каркасным алюмосиликатам относят фельдшпатиды, полевые шпаты и цеолиты. К фельдшпатидам относится нефелин Ыа[А15104Роо, играющий важную роль в народном хозяйстве. При комплексном его использовании получают глинозем, содопродукты, цемент. [c.32]

В 1970-х гг. в пром-сти начали использовать прнр. цеолиты-водные алюмосиликаты щелочных и щел.-зем. металлов, обладающие открытой каркасно-полостной структурой. [c.423]

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]

Широкое изоморфное замещение в природных и технических С. кремния алюминием (и в значительно меньшей степени-бором) определяет выраженные кислотшле св-ва тетраэдрич. А] в алюмокремнекислородных анионных груп-Ш1ровках всех структурных типов алюмосиликатов, в особенности каркасного строения. [c.344]

Цеолиты являются каркасными алюмосиликатами, в тетраэдрической структуре которых имеются полости, занятые одно-и двухвалентными катионами, такими как Na, К, Mg, Са, Ва, и молекулами воды, способными свободно удаляться и поглош аться структурой. Легкость, с которой цеолиты выделяют воду при незначительном нагревании, определила и название минерала от греческого zen — кипеть и liuos — камень ( кипящий камень ). В зависимости от вида минимальный свободный диаметр наибольших каналов лежит в пределах 2,2...7,5 A. По этой причине цеолиты сорбируют лишь молекулы веществ, критический размер которых меньше эффективного размера входного окна от этого и их второе название — молекулярные сита. [c.112]

Томсонит. Несколько иные задачи возникают при изучении природы ОН -группировок другого каркасного алюмосиликата — томсонита (1Уа2+2д.СадА1281з012+тН4125с). Этот минерал, так же как и натролит, из летучих и дейтерируемых компонент содержит в себе только ОН -группировки. Опыты по дейтерированию и обезвоживанию указывают, что деформационные колебания 0Н -группировок томсонита имеют частоты 1675, 1605 и 1590 см [192] и, следовательно, связаны с изменением угла НОН молекулы воды. Отличие от натролита состоит в том, что у томсонита процесс обезвоживания протекает тремя стадиями (см. рис. 68, б), а не в один этап. Эта же стадийность четко проявляется и в спектрах поглош,ения. Последнее позволяет различать полосы поглош,ения, относящиеся к молекулам воды, которые удаляются на каждой из трех ступеней обезвоживания (рис. 70). Так, на первой стадии удаляются молекулы, Характеризующиеся полосами 3550 + 20 3470 + 20 1605 + 5сл на второй — полосами 3370+10 3270 + + 10 1675 + 5сл 1 эти молекулы воды удаляются обратимо. 0Н -группировки, удаляющиеся на третьем этапе обезвоживания томсонита, характеризуются полосами поглощения 2900 + 100 и 1590 + 5 л и не регидратируются. [c.173]

В распределении цеолитов среди осадочных толщ, образовавшихся в условиях морских и пресноводных бассейнов, наблюдается вертикальная зональность. При этом наиболее гидратированные минералы с меньшим удельным весом располагаются обычно вблизи поверхности. С увеличением глубины погружения осадков цеолиты постепенно замещаются безводными каркасными алюмосиликатами, таки.ми, как полевые шпаты. В целом вертикальная зональность совпадает с уменьшением степени гидратации и уменьшением содержания кремнезема в цеолитах с глубиной. В толщах вулканических туфов, отлагавшихся в морской и пресноводной средах, верхние горизонты (на глубинах 300— 900 м от поверхности) содержат неизмененное вулканическое стекло, и в них практически отсутствует цеолитная минерализация. Цеолиты распространены в нижних частях верхнего горизонта под зоной вулканического стекла. Здесь они представлены морденитом и клипонтилолптом. На еще больших глубинах встречаются сначала анальцим. а затем ломонтит. В осадках, для которых характерна пебо.льшая глубина погружения, содержание анальцима по отношению к суммарному содержанию клиноптилолита, шабазита, эрионита и филлипсита возрастает с увеличением возраста отложения (рис. 3.8). Размер кристаллов анальцима в осадочных породах щелочных соляных озер увеличивается с возрастом осадконакопления от 0,005 мм в соврелгенных осадках до 1—2 мм в эоценовых. Это позволяет предположить, что рост кристаллов цеолитов продолжается в течение нескольких Л[Иллионов лет после их образования. Псевдоморфозы ломонтита [c.213]

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]

Природные и синтетические алюмосиликаты фельдшпатоиды имеют каркасную структуру и содержат внутри полостей примеси различных неорганических солей — Na l (в содалите) и СаСО (в скаполите). Получены также синтетические фелдьшпатоиды (нанример, гидросодалит), содержащие окклюдированную гидро-.окись натрия. [c.602]

Цеолиты представляют собой каркасные алюмосиликаты, кристаллическая структура которых образована тетраэдрическими фрагментами [БЮ,] и [АЮ,] , объедршенными общими вершинами в трехмерный отрицательно заряженный каршс, пронизанный полостями и каналами (окнами) размером 0,2-1,5 нм. В пустотах кристаллической решетки цеолитов находятся молекулы воды и для баланса отрицательных зарядов решетки катионы щелочных и щелочноземельных металлов, способные обмениваться ва другие катионы. Воду можно удалить при повышенной температуре без разрушения структуры цеолита, поэтому вода вновь поглощается при восстановлении исходных условий. [c.665]

Строение цеолитов. В настоящее время цеолиты получают синтетически с различным соотнощением оксидов кремния и алюминия, с различными катионами, стабилизирующими решетку и с регулированием других параметров цеолитов. Классификация цеолитов приведена в [181]. Цеолиты представляют собой кристаллические алюмосиликаты с трехмерной каркасной решеткой, которая построена из тетраэдров [Si04] " H [А104] , соединенных между собой вершинами, с чередующимися [Л еО ] "--полиэдрами, где Ме—Na+. a +H др. Последние стабилизируют структуру цеолита. По величине соотношения АЬОз к Si02 в цеолитах, а также по размерам пор цеолиты разделяют на типы, обозначаемые А, X, У, Z и др. Буквой [c.158]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология