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3硅酸盐结构-2讲解

硅酸盐结构 地壳中的元素分布 硅酸盐化学式 1. 氧化物形式 依次从低价氧化物写到高价氧化物。 钾长石的化学式:K2O.Al2O3.SiO2 2. 无机络盐形式 先写一价、二价金属离子,其次为铝、硅离子,最后写氧离子。 钾长石的化学式:K [AlSi3O8] 硅酸盐结构特点 Si4+离子间不存在直接键合,通过O2-或其他离子键合; 硅氧四面体[SiO4]是硅酸盐的基本结构单位; [SiO4]中每个O2-最多为两个[SiO4]共用; 两个相邻[SiO4]只共顶,不共棱,不共面。 硅酸盐结构分类 岛状和组群状硅酸盐结构特点 岛状结构: [SiO4]孤立存在, [SiO4]间通过其他金属离子连接; [SiO4]共氧数为零;络阴离子团[SiO4]4-;Si:O=1:4 组群状结构: 2、3、4或6个[SiO4]彼此共用一个或二个氧,构成结构单位, 如:双四面体、三四面体、四四面体、六四面体; 络阴离子团:[Si2O7]6-, [Si3O9]6-, [Si4O12]8-, [Si6O18]12- 镁橄榄石结构 绿宝石结构 层状硅酸盐结构特点: 结构单元[SiO4]以三个公共氧在二维方向连接,形成二维六节环硅氧层(三个共用氧在同一标高,一个活性氧在另一标高); 络阴离子团[Si4O10]4- 晶胞参数:a=0.52nm, b=0.90nm, c值随不同矿物变化; 多面体结合形式:硅氧层与Al(O.OH)3二八面体层或Mg(O.OH)2三八面体层结构; 单网和复网结构:单网结构——硅氧层+镁氧层(铝氧层) 复网结构——硅氧层+镁氧层(铝氧层)+硅氧层 硅氧层中Si4+被Al3+取代,或铝氧层中Al3+被Mg取代,层间将进入低价离子,以保持结构电中性。 水在晶态固体中的存在形式: 1. 吸附水 以H2O分子形式存在,不参与晶体结构,只占晶格空隙。结合不牢,脱水温度低,一般在±110°C蒸发完,水分子蒸发不影响晶体结构; 结晶水 以H2O分子形式存在,参与晶体结构,在晶体中有确定位置, H2O分子数量一定。脱水温度200~500°C,脱水后晶体结构变化。例:CaSO4.2H2O, CaSO4.5H2O 结构水 以OH-存在,占晶格结点,结合牢固,脱水温度高,脱水后晶格破坏。例:高岭土,脱水温度550~600°C 层状结构 架状硅酸盐结构的特点: 结构单元[SiO4]的四个氧均为公用氧, [SiO4]的链接在三维方向展开; 络阴离子团: [SiO2],或[AlxSi4-xO8]x-(Al3+以不同量取代Si4+) 例:石英 SiO2 长石(K.Na)[AlSi3O8] 霞石 Na[AlSiO4] 方沸石 Na[AlSi2O6].H2O 石英的相变 α-方石英 α-磷石英 α-石英 α-石英 沸石结构 沸石是具有三维骨架结构的铝硅酸盐,晶体中的水被去除时产生类似沸腾的现象而称为沸石。 四元环和六元环 笼-四元环、六元环、八元环构成的空腔 分子筛中的β笼型结构 分子筛中的α笼型结构 分子筛中的八面沸石笼型结构 分子筛中的立方笼型结构 A型沸石由α笼、β笼和立方体笼构成。α笼之间以公用八元环连接,α笼和β 笼由以公用六元环连接。两个β笼通过与立方体笼共用四元环相连。一个α笼周围有6个α笼、8个β笼12个立方。 XY型分子筛的结构

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