（精）第二章 硅酸盐矿物结构6(1 4).ppt

* （2）蒙脱石（微晶高岭石）的结构（Al2[Si4O10](OH)8?nH2O理论式） 属单斜晶系，C2/m空间群， a=0.523nm，b=0.906nm，c值可变，Z=2。 图2-68是蒙脱石结构在（100）面投影，该矿物是2:1型结构，由两 层[SiO4]层中间夹一层铝氧八面体 层（水铝石）。Al3+的配位数为6 （4个O2-和2个OH-），且为二八 面体型。 铝氧八面体层中的Al3+可 被Mg2+取代，使复网层不呈电中性，而带有少量负电荷，层之间有斥力，使带有正电的水化正离子易进入平衡电价。所以其化学式为(Mx?nH2O)(Al2-xMgx)[Si4O10](OH)2 * 蒙脱石的基本性质： (1)水化正离子进入层间，可使其膨胀，c轴方向的晶胞尺寸在0.96~2.14nm之间——又称为膨润土； (2)加水则膨胀，脱水则收缩，在脱去结构水之前不破坏其晶格构造； (3)随层间水进入的正离子易于 交换，使该矿物具有较高的阳 离子交换容量。 * （3）滑石的结构(Mg3[Si4O10](OH)2） 属单斜晶系， C2/c空间群, a=0.526nm，b=0.910nm，c=1.881nm，β =91°36′ ，2:1型结构。 滑石结构与蒙脱石相近，将蒙脱石中的Al-O八面体换成Mg-O八面体，且三个Mg2+共用一个O2-成为三八面体结构。 如图2-69，两层[SiO4]层中间夹一层镁氧八面体层（水镁石层）， Mg2+的配位数为6（4个O2-和2个OH-）。复网层是电中性的，层之间靠分子间力联系。所以，滑石具有良好的片状解理，并有滑腻感。 * （4）伊利石结构（化学式K1~1.5Al4[Si7~6.5Al1~1.5O20](OH)4） 属单斜晶系， C2/c空间群， a=0.520nm，b=0.900nm，c=1.00nm，β 角尚未确定 ，Z=2，2:1型结构。 伊利石具有蒙脱石相似的复网层，不同的是[SiO4]中约有1/6的Si4+被Al3+取代，为平衡多余的负电荷，约有1~1.5个K+进入结构单位层之间。处于上下两层[SiO4]六节环中心，相当于配位数为12的K-O配位多面体，使层联结牢固，且这种阳离子不易被交换。因此，伊利石与水接触，不发生膨胀。 * （5）白云母（化学式KAl2[AlSi3O10](OH)2 ） 属单斜晶系， C2/c空间群, a=0.519nm，b=0.900nm，c=2.000nm，β =95°47′ ，Z=2，2:1型结构。 两层[SiO4]层通过Al3+联接，Al3+的配位数为6 （4个O2-和2个OH-）。 由图2-28可见，相邻复网层间呈对称状态，使相邻两硅氧六节环处形成巨大空隙； 硅氧层内有1/4的Si4+被Al3+取代，由K+进入层之间巨大空隙处平衡多余的负电荷，其 配位数也是12，且比伊利石中的K+多，使层间的结合较牢固（但相对于层内仍较弱，为片状解理。 白云母中的Al3+可被Mg2+、Fe2+、(Li++Fe2+)等取代；K+可被Na+、Ca2+ 、H3O+取代，形成云母族的其他类型。 * 5、架状结构 每个[SiO4]中的四个角顶都与相邻的[SiO4]共顶，使[SiO4]四面体群排列成具有三维空间的“架”。[SiO4]中的O2-全部为公共氧， Si︰O=1︰2。 石英及其变体属于架状结构。若硅氧骨架中的Si4+被Al3+取代，则会产生多余的负电荷，其他正离子将会进入结构，以平衡电价。一般是半径大而电价低的正离子，如K+、Na+、Ca2+ 、Ba2+等。长石(K,Na)[AlSi3O8]，霞石Na[AlSiO4]，沸石Na[AlSi2O6]?H2O 等都属于架状结构。 * （1）石英晶体结构 石英在不同的热力学条件下有不同的变体，常压下石英变体间的关系如下： 上式中纵向之间的变化不涉及晶体结构中键的破裂和重建，只是键角的变化，转变过程迅速而可逆，这种转变称为位移性转变； 横向间的转变都涉及键的破裂与重建，过程缓慢，这种转变称为重建性转变，见图2-71。 ?-石英 α-鳞石英 α-方石英 ?-石英 β-鳞石英 β-方石英 ?-鳞石英 573℃ 163℃ 117℃ 870℃ 1470℃ 180～270℃ * 图2-71 * 石英的三种主要变体?-石英、?-鳞石英、?-方石英在结构上的差别在于[SiO4]间的连接方式，图2-72。 在?-方石英中，两[SiO4]之间有一对称中心关系，Si-