Октаэдрический слой

Cтраница 3

Основным структурным элементом кристаллической решетки слюды является трехслойный пакет, состоящий из двух крайних тетраэдрических слоев состава AlSi3O10 и центрального октаэдрического слоя: гиббсйтового - А12 ( ОН) 6 в мусковите и бруситового Mg ( OH) 3 в флогопите. Пакеты связаны между собой в вертикальном направлении катионами калия. Межпакетная связь в кристалле по слою калия наименее прочная, что и обусловливает при его расщеплении образование визуально зеркально-гладкой поверхности в плоскости ( 001), называемой плоскостью весьма совершенной спайности или базальной ( от греческого - основа) плоскостью. На практике кристаллы расщепляют на пластинки - толщиной в десятки и сотни мкм, а при про - - - изводстве слюдяных бумаг и тонкомолотых слюд - на чешуйки толщиной 0 5 - 5 мкм. [31]

Замещения внутри структуры четырехвалентного кремния трехвалентным алюминием в тетраэдрических слоях и алюминия катионами низшей валентности, обычно Mg, в октаэдрических слоях приводят к некомпенсированным зарядам структурной ячейки некоторых глинистых минералов. Иногда такие замещения уравновешиваются адсорбированными катионами. [32]

На рис. 36 можно заметить, что заряд в алюмокремнекислородном слое находится на внешних кремнекислородных слоях, а не в центральном октаэдрическом слое. Это означает, что отрицательный заряд сосредоточен близко к уравновешивающим катионам и, таким образом, может стремиться предотвратить набухание минералов группы слюд в воде. Кроме хорошо окристаллизовапных слюд, не содержащих воду, существуют высоко гидратированные разновидности - вермикулиты, в которых между слоями лежат слои воды. [33]

Эльгабали показал, что кристаллическая структура рассматриваемых минералов определяет количество закрепленного цинка; каолинитовые глины я мусковиты с i ионами алюминия в октаэдрических слоях цинк фиксируют в пустотах, не занятых алюминием. Ионы цинка входят в слои, начиная внедряться в разломанные части структуры, вследствие чего при тщательном размоле количество закрепленного цинка значительно возрастает. Этот тип фиксации в алюмокислородных слоях сопровождается заметным понижением адсорбции катионов минералом и увеличением адсорбции анионов. С другой стороны, магнезиальный монтмориллонит ( гекторит), вермикулит, брусит и тальк, с их средней или малой способностью к обмену аммония, также обладают сильно развитой способностью удерживать цинк при замещении им ионов магния в октаэдрических слоях кристаллической решетки; с этим связана неполнота обратимости. В бру-сите, кроме того, не наблюдается эквивалентности между адсорбированным цинком и вынесенным магнием. Причина этой аномалии заключается в частичном растворении брусита в растворах уксуснокислого аммония. Фиксация цинка в минералах этой последней группы очень велика и может во много раз превышать его закрепление в каолините, мусковите и биотите, даже фиксация его в бентоните из Вайоминга и в пирофиллите значительно ниже. Явление фиксации цинка имеет весьма большое значение для физиологии растений, так как цинк оказывается мощным ускорителем роста. [34]

Следовательно, катионы, удерживаемые замещениями в тетраэдрах, будут связаны более прочными связями, чем силы, возникающие вследствие замещений в октаэдрических слоях. Так, в некоторых случаях катионы, удерживаемые силами, которые обусловлены замещением кремния алюминием, оказываются по существу неионообменными, как, например, калий в слюдах. В глинистых минералах замещение в октаэдрических слоях, вероятно, является главным типом замещения, которое обусловливает емкость катионного обмена, например в монтмориллоните и вермикулите, замещения внутри решетки создают около 80 % всей емкости катионного обмена. [35]

Францен, Мюллер-Хессе и Швит [226], на основе исследования образцов природных монтмориллонитов, предложили следующее строение для них: два тетраэдрических слоя лежат над октаэдрическим слоем, образуя одно-слоистый пакет. Молекулы воды включены между слоем окиси алюминия и слоем окиси кремния следующего пакета. При нагревании, вследствие удаления воды, полученная конфигурация напоминает пиррофиллит без перегруппировки слоев. [36]

Францен, Мюялер-Хессе и Швит [226], на основе исследования образцов природных монтмориллонитов, предложили следующее строение для них: два тетраэдрических слоя лежат над октаэдрическим слоем, образуя одно-слоистый пакет. Молекулы воды включены между слоем окиси алюминия и слоем окиси кремния следующего пакета. При нагревании, вследствие удаления воды, полученная конфигурация напоминает пиррофиллит без перегруппировки слоев. [37]

Установленная четкая зависимость характера высокотемпературных эндоэффектов на термограммах катионзамещенных форм вермикулита от типа обменного катиона [9] говорит однозначно о наличии химической связи межпакетного катиона с ОН-группами октаэдрического слоя, осуществляемой, вероятно, через гексагональные лунки, образованные кремнекислородными тетраэдрами. Более того, не исключена возможность, что обменные катионы расположены не в середине межпакетного пространства, а находятся в лунках на уровне плоскости тетраэдров или частично выступая. Это предположение более обосновано для Na-формы, но не для Mg-вермикулита. Во всяком случае взаимосвязи межпакетного обменного катиона со структурными элементами трехэтажного силикатного пакета значительно сложнее, чем это предполагали ранее. [38]

Структура монтмориллонита ( по ф. X. Нортону, Основы керамики, 1952. [39]

Монтмориллонит, характерный минерал группы монтмориллонита, имеет следующий типичный состав [4], в котором заряд алю-мокремнекислородного слоя является результатом замены некоторого количества А1т3 на Mg - в октаэдрическом слое. [40]

Сохранение полос поглощения при 3600, 3550 и 3450 см 1 вплоть до высоких температур позволяет отнести их к колебаниям гидроксилов силикатных слоев, связанных с катионами Mg, Al, Fe октаэдрического слоя. [41]

Тальк подобен слюде за исключением того, что в его кремнекислородном слое нет А1 0 и поэтому отсутствует свободный ионный заряд; кроме того, он имеет 6 ионов Mg замещающих 4 иона А - л в октаэдрических слоях. [42]

Показано, что каталитическая активность и отбеливающая способность активированных монтмориллонитовых глин связана с наличием отрицательного заряда монтмориллонита, возникшего вследствие изоморфного замещения кремния аммонием в кремнекислородном тетраэдре, и в основном замещением алюминия магнием ( или Fe2) в октаэдрическом слое и компенсацией отрицательного заряда решетки ионами водорода активирующей кислоты. [43]

Исходя из точки зрения В. И. Вернадского на строение алюмосиликатов и сравнивая данные табл. 6, приходим к выводу о том, что каталитическая и отбеливающая способности активированных монтмориллонитовых глин связаны с наличием отрицательного заряда решетки монтмориллонита, возникшего вследствие изоморфного замещения кремния ( Si4) алюминием ( А13) в кремнекислородном тетраэдре и в основном замещения алюминия ( А13) магнием ( Mg2) в октаэдрическом слое, а также компенсацией отрицательного заряда решетки ионами водорода активирующей кислоты. [44]

Схематическое изображение структуры ряда силикатов со слоистой решеткой. [45]

Страницы: 1 2 3 4