Wykład 12: Krzemiany jako mezodesmiczne struktury jonowe

Wykład 12
Krzemiany jako mezodesmiczne
struktury jonowe
1. Znaczenie krzemianów
2. Rozmaitość struktur krzemianowych
3. Główne grupy strukturalne krzemianów
4. Przykłady struktur krzemianów
Rozpowszechnienie minerałów w
skorupie ziemskiej
Plagioklazy
39 %
Skalenie
alkaliczne
Kwarc
12 %
8%
12 %
11 %
5%
5%
5%
Minerały
Inne inne niż
krzemiany – 8%
3%
Inne
krzemiany
Pirokseny
Ilaste
Miki
Amfibole
Definicja krzemianów
Krzemiany to krystaliczne lub amorficzne
związki w strukturach których występują
tetraedry SiO4 , tetraedry mogą poprzez
wspólne naroże łączyć się tworząc złożone
aniony krzemotlenowe w tych strukturach.
44]
Tetraedr [SiO
Rozmaitość struktur krzemianowych
1. Polikondensacja wiązań Si-O – różna liczba
tetraedrów w anionie,
2. Różne konformacje anionów
krzemotlenowych,
3. Różne kationy łączące aniony krzemotlenowe,
4. Roztwory stałe między krzemianami
5. Polimorfizm krzemianów
Łączenie tetraedrów
Monokrzemian [SiO4]4-
Dikrzemian [Si2O7]6-
Cykloheksakrzemian [Si6O18]12-
Mono- [Si2O6]2- Dipolikrzemian [Si4O11]6- Monofyllokrzemian [Si4O10]
Tektokrzemian [SiO2]
Główne grupy anionów krzemotlenowych
1.
Nie polimeryczne mono- oligo- i cyklokrzemiany,
2.
Polikrzemiany – łańcuchowe,
3.
Fyllokrzemiany – warstwowe,
4.
Tektokrzemiany – szkieletowe.
Monokrzemiany
1. Anion SiO442. Monokrzemiany jednokationowe.
3. Monokrzemiany wielokationowe
4. Oksymonokrzemiany
5. Hydromonokrzemiany
Komórka elementarna Mg2[SiO4] monokrzemianu magnezu(forsterytu)
rzut ab –pł.(001)
rzut bc pł.(100)
Oligokrzemiany
1. dikrzemiany,
2. oligokrzemiany o łańcuchu otwartym,
3. cyklokrzemiany.
Be3Al2[Si6O18] – beryl (szmaragd)
Inokrzemiany (krzemiany łańcuchowe)
2. Monoinokrzemiany dwuprzemienne P = 2
3. Monoinokrzemiany proste o P>2
4. Monoinokrzemiany o łańcuchu rozgałęzionym
5. Diinokrzemiany dwuprzemienne
6. Diinokrzemiany proste i rozgałęzione P>2
7. Oligoinokrzemiany
Moninoaniony o różnej przemienności
Proste aniony diinokrzemianowe
Mg5Ca2[2Si4O11]2 – tremolit
Ca6[3Si6O17](OH)2 – ksonotlit
Ca10[3Si18O46] · 18H2O - okenit
Na4Ti2[4Si8O20]O2 - narsarsukit
Fyllokrzemiany (krzemiany warstwowe)
1. Monofyllokrzemiany.
2. Monofyllokrzemiany pakietowe 1:1
-
dioktaedryczne Al4[Si4O10](OH)8,
-
trioktaedryczne Me2+6[Si4O10] (OH)8,
3. Monofyllokrzemiany pakietowe 2:1
-
dioktaedryczne Me3+2[Si4O10] (OH)2
-
trioktaedryczne Me2+3[Si4O10] (OH)2
Monofylloaniony (aniony warstwowe)
Ułożenie pakietów w krysztale
trioktaedrycznych 1:1
dioktaedrycznych 2:1
Pakiety warstw typu 1:1 i 2:1
Tektokrzemiany
odmiany polimorficzne SiO2
1. naturalnie występujące formy SiO2
- kwarc,
- trydymit,
- krystobalit,
2. wysokociśnieniowe formy SiO2 ,
3. krzemionka klatratowa – klatrasile (silikality).
Układ jednoskładnikowy SiO2 (wg Fenera)
Struktura kwarcu
P6222
P3221
Kwarc wysoko- i niskotemperaturowy
Porównanie struktur trydymitu
Struktury krystobalitu
Struktura naturalnego klatrasilu
(melanoflogit)
szkielet SiO2
komora z pierścieni 5-członowych
Klatrasil – silikalit-1 (ZSM-5)
szkielet SiO2
szkielet z molekułami organicznymi
Różne formy klatratowej SiO2
(silikality)
Elementy struktury klatrasili