Кремнекислородный мотив
Cтраница 2
Одной из особенностей структур силикатов является то, что большинство структур силикатов не подчиняется принципу плот-нейших упаковок. В кремнекислородных мотивах, лежащих в основе структур силикатов, кислород координирован только двумя катионами кремния. Отсутствие плотнейшей упаковки в большинстве силикатов объясняется рядом причин. Они помещаются в октаэдрических пустотах упаковки7 из атомов кислорода, раздвигают их, образуя координационные многогранники с большими координационными числами. Кроме того, расположение тетраэдров [ SiOJ4 - при плотнейшей упаковке будет сопряжено с большим отталкиванием двух высокозарядных катионов кремния соседних тетраэдров, которое приводит к тому, что анионы, занимавшие первоначально места плотнейшей упаковки, перемещаются, объем структуры резко возрастает и плотнейшая упаковка расстроится. [16]
Двойственную роль в силикатах могут играть и такие катионы, как бор, бериллий, титан, цирконий. Они также могут замещать кремний в кремнекислородных мотивах, образуя боро -, берилло -, титано -, цирконосиликаты или силикаты бора, бериллия, титана, циркония. [17]
До сих пор рассматривался главным образом состав кремнекислородных мотивов, но почти не затрагивался вопрос о других элементах, которые характерны для силикатов. [18]
До сих пор рассматривался главным образом состав кремнекислородных мотивов, но почти е затрагивался вопрос о других элементах, которые характерны для силикатов. [19]
Большинство из перечисленных катионов, входящих в состав силикатов, такие, например, как катионы щелочных ( Li, Na, К), щелочноземельных ( Mg, Ca Be), переходных ( Fe, Mn, Ti, Zr и др.) металлов, в кремнекислородные мотивы не входят, а располагаются вне его. Они нейтрализуют заряд необобществленных атомов кислорода в кремнекислородном мотиве и связывают эти мотивы между собой. Координационное число большинства металлов в силикатах по кислороду обычно равно 6, а координационный многогранник - октаэдр. Именно такую координацию имеют чаще всего Li, Mg, Ca, Ti, Sr, Mn, Fe. Тетраэдрическая координация в силикатах встречается у Ti, Fe, Zn. Размеры таких тетраэдров существенно превышают размеры кремнекислородных тетраэдров, поэтому эти элементы, как правило, не входят в состав кремнекислородного мотива. Крупные однозарядные катионы, например Na и К, могут иметь в силикатах координационное число по кислороду, равное 8 и больше. [20]
Характерной чертой строения силикатов является воможность замещения в кристаллической структуре ионов кремния несколько большими по размеру ионами алюминия. Алюминий с координационным числом 4 может входить в кремнекислородный мотив. Алюминий с координационным числом 6 выполняет роль катиона. Эта двойственность алюминия, установленная еще В. И. Вернадским, затрудняет изучение силикатов и алюмосиликатов. [21]
Как было сказано раньше, главнейшей анионной частью являются кремнекислородные мотивы. Вне этих мотивов могут оставаться избыточные анионы 02 -, ОН и F -, имеющие близкие размеры и изоморфно замещающие друг друга. Число свободных ( находящихся вне кремнекислородного мотива) 02 - непосредственно не определяется химической формулой. [22]
Благодаря этому создаются весьма разнообразные по характеру сочетания взаимно связанных тетраэдрических групп [ SiOJ4 -, образующих различные по составу и строению крупные комплексы, которые в структуре силикатов называют кремнекислородными мотивами или радикалами. Современная классификация структур силикатов основывается именно на характере этих кремнекислородных мотивов. [23]
 |
Данные анализа роговой обманки. [24] |
Написание правильной структурной формулы прежде всего возможно потому, что по кристаллографическим данным известно, что анализировалась роговая обманка. Атомная структура ее показывает, что анионная часть состоит из кремнекислородного мотива [ 5иОц ] 1со и изолированных гидроксильных ионов и ионов кислорода. [25]
В смешанные кремнекислородные мотивы могут входить и некоторые анионы ( ОН -, F -), и нейтральные молекулы ( Н20), замещая анионы кислорода. Следует отметить, что не все анионы кислорода в силикатах обязательно входят в кремнекислородный мотив. [26]
 |
Некоторые типы кремнекислородных радикалов конечных размеров ( черные кружки - кремний, белые - кислород. [27] |
Валентности необобществленных атомов кислорода нейтрализуются катионами металлов, которые связывают кремнекислородные радикалы между собой. Величина заряда каждого отдельного радикала определяется числом содержащихся в нем атомов кислорода, связанных только лишь с одним атомом кремния. Форма и размеры кремнекислородных мотивов в силикатах этой группы могут быть различны. [28]
Как было сказано раньше, главнейшей анионной частью являются кремнекислородные мотивы. Вне этих мотивов могут оставаться избыточные анионы 02 -, ОН и F -, имеющие близкие размеры и изоморфно замещающие друг друга. Число свободных ( находящихся вне кремнекислородного мотива) 02 - непосредственно не определяется химической формулой. [29]
Кремнекислородные тетраэдры всегда соединяются друг с другом только одной вершиной и никогда ребрами или гранями. В результате этого существует большое многообразие кристаллических силикатных структур - простые и циклические анионы, существующие в ряде минералов. Каждый конкретный способ соединения кремнекислородных тетраэдров SiO4 в пространстве называется кремнекислородным мотивом минерала. Различные минералы могут иметь одинаковые мотивы, так как кремнекислородная анионная часть у них одна и та же и различаются они лишь катионами. [30]
Страницы: 1 2 3