Силикаты

Лейцит. Армения. Памбакский хр..

Силикаты, по подсчетам А. Е. Ферсмана, составляют примерно одну третью часть от всех известных минералов и около 75% массы земной коры. Многие силикаты являются важнейшими породообразующими минералами, многие — ценным минеральным сырьем (слюды, асбест, каолин, изумруды, топазы, аквамарины и др.). Ранее силикаты рассматривались как соли гипотетических кремниевых и алюмокремниевых кислот. Например, лейцит (KAlSi2O6) и эгирин (NaFeSi2O6) относились к одной группе мета силикатов (т. е. солей метакремневой кислоты H2SiO3), хотя между ними очень мало общего. Правильно понять природу силикатов позволили рентгенометрические исследования, установившие тесную связь их структур с химическим составом.

Эгирин (NaFeSi2O6)

Во всех силикатах всегда присутствуют в качестве наиболее существенных составных частей ионы кремния и кислорода. Соотношение радиусов ионов кремния (0,39 А) и кислорода (1,32 А) предопределяет тетраэдрическое окружение каждого иона Si4+ четырьмя ионами О2-. Размеры таких кремнекислородных тетраэдров почти строго постоянны. Расстояние Si—О составляет всего 1,6 А. В алюмосиликатах ион Si4+ заменяется в некоторых тетраэдрах ионом Аl3+.

Таким образом, кремнекислородный тетраэдр [Si04]4- является основной структурной единицей всех силикатов. При этом оказалось, что кремнекислородные тетраэдры в кристаллических решетках силикатов находятся или в виде изолированных структурных единиц, или соприкасаются вершинами, но никогда не имеют общих граней и ребер. Отсюда уже нетрудно разобраться в различны», формах связи между кремнекисло родными тетраэдрами в силикатах в зависимости от соотношения в их химическом составе чисел атомов кислорода и кремния (рис. 14).

Если соотношение О : Si = 4 : 1, как, например, в цирконе Zr[Si04] или гранате Са3А12 [Si04]3, тогда тетраэдры не имеют общих вершин, т. е. общих ионов кислорода, и удерживаются в решетке катионами других металлов. Они представляют собой, следовательно, изолированные «острова», и силикаты такого строения получили название островных силикатов (см. рис. 14, а). К типу островных силикатов относят также минералы, в состав которых входят сдвоенные кремнекислородные тетраэдры, т. е. группы [Si207] (рис. 14, б) или комбинированные соединения, состоящие из двух групп [SiOJ и [Si207], как, например, минерал эпидот.

При отношении О : Si = 3 : 1 могут быть различные типы связи: в одних случаях тетраэдры [SiO4] будут соединены в кольца из трех тетраэдров (рис. 14, в), в других из шести (рис. 14, г). Силикаты такого строения называются кольцевыми. При соотношении О : Si = 3 может образоваться длинная цепочка с бесконечным числом тетраэдров (рис. 14, д). Такие силикаты получили название цепных.

Усложнение цепного типа путем присоединения к одной цепочке другой приводит к образованию бесконечных лент со звеном [Si4O11] (рис. 14, е). Такие силикаты называются ленточными. Усложнение ленточных силикатов в результате присоединения лент в бесконечном количестве в одном слое создает слоевые силикаты, характеризующиеся простейшей группой [Si4O10] (рис. 14, ж). Наконец, соединение тетраэдров через все четыре вершины создает каркасы с группами [Si02] (рис. 14, з). Подобные силикаты получили название каркасных.

Рис. 14. Соотношения кремнекислородных тетраэдров в кристаллических решетках силикатов.

Соотношения кремнекислородных тетраэдров в кристаллических решетках силикатов.

I - схемы расположения центров ионов;II — взаимоотношения ионов;

а - кремнекислородный тетраэдр «остров» [SIO4]4-;

б - сдвоенный кремнекислородный тетраэдр «остров» [Si207]6-;

в - кремнекислородное «кольцо» [Si309]6-;

г - кремнекислородное «кольцо» [Si6O18]12-;

д - бесконечная кремнекислородная «цепочка» [Si206]4-;

е - бесконечная кремнекислородная «лента» [Si4010]4-;

ж - бесконечный кремнекислородный «слой» [Si4O10]4-;

з - «каркас»из кремнекислородных тетраэдров [SiO2]-

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>