Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Минералогия -> Бетехтин А.Г. -> "Минералогия" -> 503

Минералогия - Бетехтин А.Г.

Бетехтин А.Г. Минералогия — М.: Государственное издательство геологической литературы, 1950. — 956 c.
Скачать (прямая ссылка): betehtin1950mineralogy.pdf
Предыдущая << 1 .. 497 498 499 500 501 502 < 503 > 504 505 506 507 508 509 .. 545 >> Следующая


Многие из силикатов, характеризующихся трехмерным сочленением анионных тетраэдров (Si, Al)O4, принадлежат к числу весьма широко распространенных и важных породообразующих минералов.

Уже указывалось, что соединения этого подкласса с химической точки зрения представляют собой почти исключительно алюмосиликаты, т. е. такие соединения, в кристаллических структурах которых участвуют анионные комплексы, состоящие не только из тетраэдров SiO4, но и из тетраэдров AlO4. При этом число ионов Si4+, замещенных ионами Al3+, не превышает половины. Как правило, устанавливаются стехиометрические соотношения Si : Al, равные либо 3 : 1, либо 1:1. т. е. комплексные анионы чаще соответствуют следующим выражениям: Si3AlO8 или SiAlO4 (Si2Al2O8).

Отношение (Si+Al) : О в анионных радикалах всегда составляет 1 : 2. Следовательно, минералы данного подкласса гораздо ближе» чем другие силикаты, стоят к минералам окисла SiO2 (кварцу, тридимиту. кристобалиту). В соответствии с этим и кристаллические решетки их близки между собой. Тетраэдры SiO4 и AlO4 сочленены между собой в трехмерные каркасы («остовы», «вязи») точно таким же образом, как тетраэдры SiO4 в минералах группы кварца, т. е. каждая вершина любого тетраэдра является общей для другого, смежно расположенного тетраэдра. Однако, при сохранении этого условия, формы и строение пространственных каркасов различны для разных соединений.

Главными типами структур, к которым могут быть сведены крк сталлические решетки, установленные в минералах данного подкласса, являются следующие: 1) гексагональные или псевдогексагональные каркасы из тетраэдров, в основе которых лежат замкнутые кольца из шести сцепленных между собой тетраэдров SiO4 и AlO4 (пример — минералы группы нефелина); 2) тетрагональные или псевдотетрагональные,, основой строения которых служат кольца из 4 или 8 тетраэдров, замкнутые или открытые (вследствие наличия винтовых осей); примеры: полевые шпаты и ряд цеолитов; и 3) гораздо реже кубические или псевдокубические, представленные, например, в минералах группы содалита.

Весьма характерно, что в числе катионов, занимающих «полости» в каркасах, принимают участие только ионы, обладающие большими ионными радиусами и соответственно большим координационным числом: Na1+, Ca2+, K1+, Ba2+, изредка Cs1+ и Rb1+. Катионы малых размеров с характерной для них шестерной координацией Mg2+, Fe2+, Mn2+, AI3+, Fe3+ и др., которые мы привыкли видеть в предыдущих подклассах, в соединениях рассматриваемого подкласса отсутствуют совершенно. С точки зрения правила электровалентности Пау-линга это объясняется очень просто.

В самом деле, среди полевых шпатов и цеолитов — главных широко распространенных представителей этого подкласса — устанавливаются следующие типы анионных радикалов: [Si3AlO8]1- с отрицательным зарядом, равным —1, [Si2Al2O8]2-, [Si3Al2Oi0]2- и др. Таким образом, на каждый ион О2- в первом случае приходится Vs, во втором 74, в третьем Vs непогашенной отрицательной валентности, тогда как такие катионы, как Mg2+, которые не могут быть окружены

,болыше чем 6 ионами кислорода, требуют от каждого окружающего 'кислородного иона по Vз отрицательной валентности, т. е. для них нахватает отрицательных зарядов, имеющихся в 'каркасах алюмо-кремнекислородных тетраэдров. Эти заряды могут быть нейтрализованы только с помощью более крупных катионов одновалентных — Na1+, K1+, или двухвалентных — Ca2+, Ba2+, требующих по необходимости меньших порций заряда для компенсации, поскольку эти катионы могут находиться в окружении 8 или больше ионов кислорода. Поэтому присутствующие в расплаве или растворе катионы Mg2+, Fe2+ и т. д. входят в состав других минералов (пироксенов, роговых обманок, слюд и т. д.), образующихся в парагенезисе с полевыми шпатами.

Особый интерес представляют минералы с так называемыми структурами внедрения, в которых, кроме трехмерных анионов каркасного строения, участвуют такие добавочные анионы, как F1", Cl1", [ОН]1-, О2-, [SO4]2-, [CO3]2" и др. Последние не имеют непосредственной связи с Si4+ или Al3+, входящими в состав тетраэдров. Они самостоятельно связаны с щелочными и щелочноземельными катионами Na1+, Ca2+, Ва2+и др., общее число которых в этих минералах, естественно, выше, чем в более простых соединениях. Так как размеры добавочных анионов довольно велики, то они могут располагаться только среди ,больших «полостей» в кристаллических структурах.

Замечательной особенностью состава так называемых цеолитов является наличие в них слабо удерживаемых молекул H2O. Как при обезвоживании, так и при оводнении или замещении их молекулами других веществ (например, спирта) кристаллические структуры минералов рассматриваемой группы не разрушаются. Эти характерные свойства цеолитов также определяются существованием в них «каналов», достаточно свободных, для продвижения как молекул воды, так и других веществ. Другой важной химической чертой минералов группы цеолитов является их способность к обмену катионами: Na1+ может заменяться другими ионами — Ag1+, Li1+, [NH4J1+ и др., содержащимися в растворах. При этом, как показывают рентгенометрические исследования, кристаллические структуры не изменяются.
Предыдущая << 1 .. 497 498 499 500 501 502 < 503 > 504 505 506 507 508 509 .. 545 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed