Слоистый минерал

Cтраница 3

Минералы, образующие горные породы и почву, в большинстве своем силикаты, содержащие, кроме того, алюминий. Многие из этих минералов имеют сложные формулы, соответствующие сложным конденсированным кремневым кислотам, от которых они произошли. Эти минералы можно разделить на три основных класса: минералы с решетчатой структурой ( твердые минералы, подобные по свойствам кварцу), слоистые минералы. [31]

Из структур, перечисленных в табл. 5.8, сесквиоксид, шпинель и другие структуры сложных оксидов охарактеризованы в гл. Структуры двух основных цинковых солей Zn5 ( OH) 6 ( CO3) 2 и Zn5 ( OH) 8Cl2 - H2O более подробно описаны в разд. Составные слои с общей формулой Al2 ( OH) 4Si2O5 ( или Mg3 ( OH) 4Si2O5) ( рис. 5.46) и Al2 ( OH) 2Si4Oio ( пли Mg3 ( OH) 2Si4Oio), которые являются основой структур многих слоистых минералов и слюд, описаны в гл. [32]

Другая большая группа силикатов имеет слоистую структуру с относительно большим расстоянием между слоями. Эти слои притягиваются к размещающимся между ними катионам металлов. Поэтому слоистые минералы легко расщепляются на чешуйки. К ним относятся слюда, тальк. В минералах глины, находящиеся между слоями катионы металлов, могут присоединять воду, что вызывает увеличение расстояния между слоями - глина набухает. [33]

Вместе с тем при дегидратации кристаллогидратов соответствующие величины возрастают. Удаление адсорбированной воды не сказывается на физических свойствах соединения. Действительно, адсорбированная вода может находиться в двух принципиально разных состояниях: вода, адсорбированная в монослое, и капиллярно-конденсированная вода. Особыми свойствами обладает межслоевая вода, которая находится в слоистых минералах. [34]

Два слоя кремнекислородных тетраэдров, которые могут быть связаны одним или несколькими слоями октаэдров. [35]

Принцип образования ионообменных свойств у этих минералов одинаков. Рассмотрим, например, пространственную структуру, образуемую связями Si-О, А1 - О и Mg-О в монтмориллоните. Монтмориллонит в чистом виде имеет состав Al2 [ Si4O10 ] ( OH) 2 и не обладает ионообменными качествами. В почве же преобладают его модификации, наделенные этими качествами. Монтмориллонит относится к пакетным слоистым минералам. Каждый тетраэдр SiO4 верхнего слоя имеет вершину, обращенную вниз и занятую атомом кислорода с одной ненасыщенной связью. Точно так же каждый тетраэдр SiO4 нижнего слоя имеет по одной обращенной вверх вершине с ненасыщенным кислородом. Именно эти обращенные в сторону алюмокислородного слоя кислородные атомы с ненасыщенными связями образуют вместе с гидроксильными группами средний слой алюмокислород-ных октаэдров. Особенность этого слоя показана на рис. 18.13. В разрезе система связей трехслойного пакета показана на рис. 18.14. Из этого рисунка, а также из рис. 18.12 видно, что наружные слои пакета монтмориллонита образованы атомами кислорода. Эти атомы имеют несвязывающие электронные пары и способны образовывать водородные связи с водой. Иными словами, поверхности пакетов монтмориллонита гидрофильны. [36]

Однако у монтмориллонита влияние твердой поверхности следует особенно подчеркнуть, так как органическая молекула помещается внутри чрезвычайно узких промежутков между соседними слоями этого минерала, Брэдли [105] показал, что гликолевые и полигликолевые эфиры будут замещать воду в слоях монтмориллонита, а Мак Эван [106] указывает, что большое количество полярных органических соединений, включая спирты, многоатомные спирты, эфиры спиртов, ацетальдегид, этилендиамин и даже некоторые ароматические углеводороды, образует комплексы с монтмориллонитом и в некоторых случаях с галлуазитом. Рентгенограммы этого автора доказывают, что органические молекулы внедряются между алюмокремнекислороднымн слоями и раздвигают их. По расстоянию, на которое монтмориллонитовые или гал-луазитовые пакеты были раздвинуты, можно вычислить число слоев органических молекул между пакетами. Молекулы, удерживаемые в слоистых минералах таким образом, не связаны химически с поверхностью и могут быть замещены другой жидкостью, способной проникнуть в минерал. [37]

Страницы: 1 2 3