Кристобалит, строение

Структура кварцевого стекла по своему общему характеру очень напоминает структуру кварца и других кристаллических форм двуокиси кремния. Почти каждый атом 51 находится в центре тетраэдра из четырех атомов кислорода, и почти каждый атом кислорода является общим для двух таких тетраэдров. Однако строение пространственной решетки из таких тетраэдров в стекле не столь упорядоченно, как в кристаллических формах двуокиси кремния, и лишь очень малые участки напоминают кварц, причем прилегающие к ним участки могут походить на кристобалит или тридимит, точно так же как жидкая двуокись кремния при температуре, превышающей температуру плавления кристаллических форм, несколько напоминает по своему строению соответствующие кристаллы. [c.530]

Как и в кварце, в низкотемпературной форме тридимита тетраэдры (8104] несколько искажены. Решетка тридимита построена, как и решетка кристобалита, из гексагональных плоских сеток [51205]. В тридимите повторяется каждый третий слой, а в кристобалите — каждый четвертый. Особенности строения тридимита обусловливают наличие труб, пронизывающих всю структуру, тогда как в кристобалите образуются замкнутые полости. [c.112]

Силлиманит и дистен (кианит), обладая одинаковым химическим составом, имеют различное кристаллическое строение. Поэтому некоторые их свойства отличаются друг от друга. Синтезировать силлиманит, дистен и андалузит не удается, потому что при нагревании все они превращаются в муллит и кристобалит по схеме [c.46]

Делая определенные допущения при описании строения поверхности аморфного кремнезема, можно считать за исходную каждую из трех кристаллических форм 8102 (кварц, тридимит или кристобалит), так как рентгенографические методы не позволили пока достоверно определить, какая именно структурная форма ответственна за наличие в аморфном кремнеземе 4,8 ОН-групп на 1 нм . Поэтому одни исследователи исходят из структуры кварца, другие — из /3-форм кристобалита или тридимита [21, гл. 6]. [c.46]

Одно и то же твердое вещество в зависимости от условий синтеза может получаться в разных энергетических состояниях, каждому из которых соответствует своя структура. Твердое вещество может иметь в высшей степени большое число энергетических состояний. Поскольку межатомные расстояния и углы между связями могут изменяться в довольно широких пределах, в таких же пределах происходит изменение энергии связи и, следовательно, энергетического состояния вещества, которое зависит от энергии валентных электронов. Но изменение межатомных расстояний и угла между связями только для двух соседних атомов, находящихся в структуре твердого тела, влечет за собой некоторое изменение всех длин и углов связей, вообще некоторое изменение взаимного положения всех атомов данного твердого тела, и, следовательно, имеет своим конечным результатом образование видоизмененной структуры соответствующего вещества. Таким образом, существует в высшей степени большое количество вариантов структуры твердого вещества данного состава. В процессе кристаллизации обычно можно получить только довольно ограниченное число модификаций, отвечающих в данных условиях наиболее бедным энергией состоянием данного вещества. Отвердевание атомных соединений, ведущее к образованию аморфного вещества, в зависимости от условий, в которых оно протекает, позволяет получать то одни, то другие непериодические структуры. Очевидно, существует огромное количество аморфных твердых тел одинакового состава, но разного строения. Это обстоятельство обычно ускользает из поля зрения исследователей. Но более точное изучение строения различных стеклообразных веществ (таких как кварцевое стекло, халькоге-нидные стекла или органическое стекло), а также гелей показало, что несмотря на один и тот же состав отдельные образцы подобных веществ, полученные ири различных условиях, имеют различную структуру. Так, различна структура стекол, полученных при различных температурах и давлениях гели одного и того же состава часто имеют неодинаковую пористую структуру, например неодинаковое распределение по объему геля микро- и макропор ири постоянном соотношении объемов последних. Вообще, варьируя давление и температуру, можно получать твердые вещества одного и того же состава, но различной плотности и, следовательно, различного строения. Кварцевое стекло, полученное иод высоким давлением, приближается по плотности к кварцу. Насколько далеко может заходить ири этом превращение вещества, видно из факта получения таких совершенно непохожих друг на друга модификаций кремнезема, как кварц, тридимит, кристобалит, а также стешовит. Расчеты показывают, что при определенных высоких [c.156]

При нагревании под атмосферным давлением до 1000 °С обе модификации — коэсит и стишовит — превращаются в кристобалит. Получение высокоплотных форм кремнезема под давлением имеет чрезвычайно большое значение для геологии. До сих пор наличие плотных пород в глубинах Земли (данные по экспериментам с сейсмическими волнами) трактовались как присутствие там тяжелых элементов. Однако если силикатные породы под очень высоким давлением могут силь- 10 увеличивать свою плотность, то нет гарантии, что под давлением в несколько сотен ГПа (миллионы атмосфер) в глубинах Земли не присутствуют кремнекислородные соединения в новых кристаллических формах. Эти данные совершенно по-новому ставят проблему о внутреннем строении Земли. [c.156]

Известно много случаев, когда одно и то же вещество существует в различых кристаллических формах, т. е. отличается по внутреннему строению, а потому и по своим физико-химическим свойствам. Такое явление называется полиморфизмом. Например, для двуокиси кремния известны три модификации кварц, тридимит и кристобалит. При определенной температуре устойчивым, является только одно из полиморфных видоизменений вещества.Так, при обычной температуре устойчивая форма ЗЮг — кварц, тридимит устойчив в интервале 870—1470 , кристобалит — выше 1470 . Переход неустойчивой формы в устойчивую при низкой температуре часто происходит очень медлен- [c.248]

Диоксид кремния SiOj (техническое название-кремнезём)-белый порошок или прозрачные кристаллы, очень тугоплавкий. Существует 9 модификащй SiO , различающихся строением кристаллической решетки важнейшие из шх-кварц (< л = 1550°С), тридимит (Гщ,= 1680°С) и кристобалит (/щ, = 1720°С). Расплавленный кремнезем застывает в аморфную массу (кварцевое стекло). [c.153]

О—Si, равным 180°, первоначально была приписана высокотемпературной форме минерала кристобалита, представляющего собой одну из модификаций кремнезема (разд. 23.11). Теперь известно, что кристобалит имеет более сложное строение и угол 51—О—51 равен 147°. В действительности соединения АХг со структурой, показанной на рис. 3.38, а, отсутствуют, однако каркас НН 2+ в Н 2Н0Н-2Н20 имеет структуру анти-кристобалита с коллинеарными связями атома Hg. Тем не менее полезно иметь в виду структуру данного топологического типа (рис. 3.38, а), т. е. совокупность соединенных через вершины тетраэдров АХ4, расположенных по закону алмазной сетки, как это имеет место в структуре кристобалита. Менее сим- [c.153]

Строение самих каркасов в каркасных силикатах, как было сказано выше, сходно со строением различных модификаций 810г. Эти же последние, как известно, не подчиняются закону плотнейших упаковок. В некоторых из них (например, в кристобалите) только /2 мест в плотнейшей упаковке занята атомами кислорода. Конечно, и в плотнейшей упаковке можно так занять Д тетраэдрических пустот, что в заполненных тетраэдрах каждая вершина будет общей для двух соседних заполненных тетраэдров. При этом образуется каркас с плотнейшей упаковкой. Такое расположение, например, характерно для Си8 -тет-раэдров в структуре халькопирита. Однако такое расположение в 8104-тетраэдрах будет сопряжено с огромным отталкиванием двух атомов 81 соседних тетраэдров. Валентный угол кислорода увеличится от 109° до предела — 180°. При этом атомы, занимавшие первоначально места плотнейшей упаковки, переместятся, объем структуры резко возрастет, и плотнейшая упаковка расстроится. Шары в ней теперь будут занимать только половину мест плотнейшей упаковки. [c.346]

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]

Кристобалит Р и а-фор- мы 8102 1,487 1,484 Ромбическая. Чешуйчатого строения пластинки Камень расстекловыва-ния. Шихтный камень полиморфных превращений кремнезема [c.218]

Вполне возмон но, что способ приготовления катализатора крекинга в некоторой степени влияет на его химическое строение. Синтетический катализатор может быть получен путем соосаждения силиката натрия с алюминатом натрия при добавлении серной кислоты либо едкого натра для регулирования pH среды. После старения и промывки ионы натрия в гидрогеле обмениваются на ионы аммония, после чего гель подвергается сушке и затем прокаливается. Все изменения, происходящие во время такого процесса, были тщательно исследованы Обладом и др. [151]. В результате был сделан вывод, что стабильная тетраэдрическая структура окиси кремния усилена соответствующей координацией ионов кислорода вокруг иона алюминия, причем габитус кристалла стабилизируется такими катионами, как ионы натрия или аммония. Так как кристобалит имеет структуру, аналогичную структуре алюмината калия (рис. 13), явно выраженные кольца кристоба-лита образуются в тех точках соприкосновения, где ионы кислорода делятся между двуокисью кремния и окисью алюминия. Такая структура кристо-балита сохраняется на протяжении всей последующей обработки геля. [c.369]

В шлифе наблюдаются в небольшом количестве неравномерно рассеянные небольшой величины зерна кварца они все интенсивно разбиты широкими трещинами и окаймлены ободком из изотропного стекла, а также этим стеклом заполнены и трещины в зернах. Часть кварцевых зерен, особенно интенсивно разбитых трещинами, обнаруживает пониженную интерференционную окраску. В малом количестве наблюдаются небольшие изотропные пятна, которые при сильном увеличении по своему че репичатому строению напоминают кристобалит. [c.498]

В. С. Грунин, И. С. Янчевская), пользуясь методами ЯМР и ЭПР, выполнили исследования электронного строения окисных соединений различных модификаций кремнезема и каркасных алюмосиликатов в кристаллическом и стеклообразном состояниях, окислов переходных элементов, а также окислов с примесями парамагнитных ионов. Установлено характерное электронное строение стекла, не совпадающее ни с одной из кристаллических модификаций. Степень ковалентности структурного каркаса возрастает в последовательности кварц— алюмосиликатное стекло—тридимит—кварцевое стекло— кристобалит—каркасные алюмосиликаты. Установлено влияние примесей окислов на фазовые переходы, сопровождающиеся изменением электронного строения окислов. Изучение электронных уровней парамагнитных ионов в кристаллах привело к разработке и внедрению новых материалов для оптических квантовых генераторов, а также к получению тугоплавких материалов с устойчивой электронной проводимостью в воздушной атмосфере. [c.12]

Радиационные центры в системе 8102 и литиевоалюмосили-катном стекле. Располагая моделями радиационных центров, достаточно достоверно установленными на монокристаллах, мы смогли приступить к исследованию этих центров в поликристаллических образцах и стеклах. Были исследованы кристобалит, тридимит и кварцевое стекло с примесью А1 и обнаружено, что перекрытие А1—0-орбит увеличивается в последовательности кварц—тридимит—кварцевое стекло—кристобалит. Расчет показывает, что изменение характера А1—0-связи коррелирует с рентгеноструктурными данными для кварца и кристобалита, т. е. изменения радиационного центра отражают изменения кремнекислородного каркаса [9]. Наиболее интересным результатом этих исследований является установление факта характерного электронного строения кварцевого стекла, не совпадающего со строением ни одной из кристаллических модификаций, с узким максимумом распределения расстояния А1—О и угла 81—О—81, откуда следует, что кварцевое стекло представляет собой индивидуальную фазу системы 8102 [c.100]

Приведенные данные показывают, что строение и свойства кварца не столь просты и однозначны, как это обычно представляется на основе изучения оптических свойств кварца с умеренной точностью и использования его упругих свойств. Кварц до сего времени не был получен в отсутствие расплава или летучих компонентов. При этих условиях его переход в кристобалит является, по существу, монотропным. Даже при длительном нагревании высококремнеземистого высокоплотного динаса при службе в своде мартеновской печи (несколько месяцев), как это следует из данных Кайнарсксго и Карякина [324], не наблюдалось обратного перехода кристобалита в кварц при тех температурах, которые соответствовали его классической области устойчивости. Это обстоятельство наряду со все больщим количеством новых данных [c.106]

Светлосерая кристобалитовая зона—часть кирпича, обращенная непосредственно в рабочее пространство печи. Тридимит полностью перерождается в кристобалит микроструктура мраморовидная, из зерен кристобалита сложного двойникового строения, склеенных частично закристаллизовавшимися в ортосиликаты стеклом и магнетитом. [c.243]

Светлосерая кристобалитовая зона — часть кирпича, обращен ная непосредственно в рабочее пространство печи. Тридимит полно стью перерождается в кристобалит микроструктура мраморавид ная, из зерен кристобалита сложного двойникового строения, 1скле енных частично закристаллизовавшимися в ортосиликаты стеклом i магнетитом. [c.228]

Известны восемь структурных модификаций кремнезема — SiOa, отличающихся друг от друга внутренним строением и свойствами,— семь кристаллических а- и р-кварц, а-, р-и т-тридимит, а- и р-кристобалит и одна аморфная — кварцевое стекло. При обычной температуре существуют р-кварц, -тридимит, р-кристо-балит и кварцевое стекло, получаемое плавлением чистых природных разновидностей кремнезема. Наиболее распространенным в природе является Р-кварц, встречающийся в виде горного хрусталя, жильного кварца, кварцевых песков и пр. -тридимит и Р-кристобалит изредка встречаются в изверженных породах, а природное кварцевое стекло — в виде фульгуритов (громовых стрел) как результат разряда молний в кварцевый песок. [c.292]

Углерод может существовать в виде графита чешуйчатого строения и в виде алмаза. Кремнезем при обычной температуре существует в виде -кварца, образующего шестигранные призмы, оканчивающиеся шестигранными пирамидами (горный хрусталь). -Кварц устойчив до 575° С. При этой температуре он превращается вдругую кристаллическую разновидность а-кварц. Последний устойчив в интервале 575—870° С. а-Кварц кристаллизуется в той же гексагональной системе, но имеет несколько отличные от -кварца кристаллы. При дальнейшем повышении температуры а-кварц превращается ва-тридимит. При 1470° Са-тридимит переходит в новую кристаллическую разновидность а-кристобалит, плавящийся при 1728° С. [c.135]

С увеличением деструкции нолиалюмисилоксана химическая активность его возрастает. Так, более высокой по сравнению с каолином химической активностью в процессе обжига известково-полиалюмисилоксанных смесей обладает метакаолин — частично деструктированный полимер (стр. 115). Реакционная способность последнего значительно больше реакционной способности любой искусственной смеси из глинозема и кремнезема. Подобно этому неорганические полимеры с малоупорядочеппым, частично деструктирован-ным строением (трепел, опока, диатомит) значительно более реакционноспособны, чем такие полисилоксаны с упорядоченной структурой, как кварц и обычный песок [352, 353, 469]. Также отмечено [262], что -кварц более реакционноспособен, чем кристобалит, хотя это не имеет технического значения [361]. [c.133]

Д Ивуар [33] обнаружил, помимо форм А1РО4, изоструктурных с кремнеземом, которые обычно обозначают названием соответствующей формы кремнезема с приставкой фосфо , например фосфо-кристобалит, еще пять метастабильных соединений с той же формулой. Эти соединения, получаемые при нагревании до невысоких температур некоторых гидратов трехзамещенного фосфата алюминия, на воздухе легко регидратируются, а при нагревании до 400—800° С превращаются в классические стабильные формы. Переход протекает медленно, что указывает на существенные различия в строении [c.28]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология