Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Особенности структур силикатов




В основе структуры силикатов лежит тетраэдр [SiO4] образованный при sp3- гибридизации валентных электронов. Ионы кислорода тетраэдрически окружают ион кремния и находятся на расстоянии 1,62·10-10 м от него. Практически во всех своих соединениях кремний сохраняет координационное число 4, так как соотношение rк : rа = 0,39. При сравнении иона [SiO4]2- с другими тетраэдрическими ионами [РO4]3-, [SiO4]2- видно, что он характеризуется наименьшей силой связи. По Полингу, связь Si – O на 50 % ионная, энергия связи составляет ~ 470 кДж/моль. Поэтому силикаты по своим свойствам более близки к оксидам, чем к кислотам. Тетраэдры [SiO4]4- сочленяются друг с другом вершинами через атомы кислорода. Общих ребер и граней тетраэдры не имеют, поэтому такие структуры являются малоустойчивыми. Поскольку тетраэдр имеет четыре вершины, то общими могут быть одна, две, три и все четыре вершины. Это определяет все многообразие структур и различное отношение Si : O в силикатах. Различные по форме сочетания взаимно связанных тетраэдров [SiO4]4- называются кремнекислородными мотивами.

Кремнекислородные мотивы могут быть конечных и бесконечных размеров. Они образую кольца, цепочки, ленты, слои, каркасы. Характерной чертой строения силикатов является возможность замещения в кристаллической структуре ионов кремния несколько большими по размеру ионами алюминия. Отношение rк: rа для алюминия составляет 0,415, т.е. является пограничным. Поэтому алюминий может иметь координационное число 4 и 6. Алюминий с координационным числом 4 может входить в кремнекислородный мотив. Алюминий с координационным числом 6 играет роль катиона.

Силикаты, в которых алюминий замещает кремний, называются алюмосиликатами. Силикаты, в которых алюминий не входит в кремнекислородный мотив, называются силикатами алюминия.

Иногда в силикатах содержатся дополнительные анионы – чаще всего О2-, ОН-, F-, а также нейтральные молекулы воды. Наиболее часто встречающимися в силикатах катионами являются Мg2+, Fe2+, Al3+, Ca2+, K+, Na+, Mn2+, Zr4+, Ti4+ Малые по размеру катионы Мg2+, Fe2+, Al3+ обычно имеют координационное число 6. Такие катионы как Ca2+, Zr4+, Ti4+, могут иметь координационные числа 6 и 8. Большие однозарядные катионы K+, Na+ имеют координационные числа 8 и даже 12.

В силикатах чрезвычайно развит изовалентный и гетеровалентный изоморфизм.

В основу структурной классификации силикатов и алюмосиликатов положен способ сочленения тетраэдров [SiO4]4- в кристаллической решетке.

По структурной классификации, предложенной Брегом и Ф.Махачки все силикаты можно разделить на две большие группы: силикаты с кремнекислородными мотивами конечных размеров и кремнекислородными мотивами бесконечных в одном или нескольких направлениях размеров.

 

Структура силикатов

               
     
 
   
 
 

 


Силикаты с кремнекислородными Силикаты с кремнекислородными

мотивами конечных размеров мотивами конечных размеров

           
   
   
 
 

 


силикаты с изоли- силикаты с Силикаты с Силикаты с Силикаты с

рованными оди- группами из одномерными двухмерными трехмерным

ночными тетра- тетраэдров цепочками слоями из непрерывным

эдрами [SiO4]4- [SiO4]4- или лентами тетраэдров каркасом из

(островные конечных тетраэдров [SiO4]4- тетраэдров

струтуры) размеров [SiO4]4- (це- (слоистые [SiO4]4-

почечные и структуры) (каркасные

ленточные структуры)

структуры)







Дата добавления: 2014-12-06; просмотров: 711. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.003 сек.) русская версия | украинская версия