【正文】 學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構四、鏈狀結構 1.鏈的類型、重復單元與化學式[SiO4]通過橋氧相連接，形成向一維方向無限延伸的鏈。依照 [SiO4]共用 O2數(shù)目不同，分為 單鏈 和 雙鏈 。資源加工與生物工程學院資源加工與生物工程學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構單鏈：單鏈： 每個 [SiO4]通過 共用 2個頂點 向一維方向無限延伸，按重復出現(xiàn)與第一個 [SiO4]空間取向完全一致的周期不等，分為 1節(jié)鏈、 2節(jié)鏈、 3節(jié)鏈……7 節(jié)鏈等 7種類型， 2節(jié)鏈以 [Si2O6]4為結構單元無限重復，化學式為 [Si2O6]n4n。雙鏈：雙鏈： 兩條相同單鏈通過尚未共用的氧組成帶狀， 2節(jié)雙鏈以 [Si4O11]6為結構單元向一維方向無限伸展，化學式為 [Si4O11]n6n。（ 1） 硅氧四面體所構成的鏈（ a）單鏈結構；（ b）雙鏈結構；（ c）（ d）（ e）為從箭頭方向觀察所得的投影圖資源加工與生物工程學院資源加工與生物工程學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構（ 2） 單鏈結構類型資源加工與生物工程學院資源加工與生物工程學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構單鏈結構 ： 輝石類硅酸鹽礦物 ，如：透輝石 CaMg[Si2O6]頑火輝石 Mg2[Si2O6]雙鏈結構 ： 角閃石類硅酸鹽礦物 ，如： 斜方角閃石(Mg,Fe)7[Si4O11]2(OH)2透閃石 Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2資源加工與生物工程學院資源加工與生物工程學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構無論單鏈或雙鏈，由于鏈內結構牢固，鏈間通過其它金屬陽離子連接， 最常見的是 Mg2+和 Ca2+。 而金屬陽離子與 O2－ 之間的鍵比 Si－ O鍵弱，容易斷。 則鏈狀結構礦物總是形成柱狀、針狀、或纖維狀解理 。資源加工與生物工程學院資源加工與生物工程學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構透輝石 CaMg[Si2O6]結構 單斜晶系，空間群 C2/c，晶胞參數(shù) a=， b=， c=， ?=105o37， ；晶胞分子數(shù) Z=4。如 圖 所示， [Si2O6]單鏈平行于 c軸方向伸展，兩個重疊硅氧鏈分別以粗黑線和細黑線表示。單鏈之間依靠 Ca2+、 Mg2+連接。 Ca2+配位數(shù)為 8，其中 4個活性氧， 4個非活性氧 ； Mg2+為 6， 6個均為活性氧 。 Ca2+負責 [SiO4]底面間的連接， Mg2+負責頂點間的連接。若透輝石結構中的 Ca2+全部被 Mg2+取代，則形成斜方晶系的頑火輝石Mg2[Si2O6]。透輝石結構（ a）（ 010）面上的投影 （ b）（ 001）面上的投影資源加工與生物工程學院資源加工與生物工程學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構（ 1）結構特征2節(jié)單鏈，結構單元［ Si2O6］， Z＝ 4。(a)圖為（ 010）面，即 a－ c面投影。硅氧鏈沿 c軸發(fā)展。鏈與鏈之間通過 Mg2+和 Ca2+連接起來，鏈與鏈不直接結合。Mg2+和 Ca2+在 b軸方向重疊，現(xiàn)稍稍錯開便于觀察其位置。鏈中的四面體在 b方向是一高一低排列呈鋸齒狀，即在 (a)圖中，［ SiO4］中的一個活性氧朝上朝下的重復排列。從 (a)圖和 (b)圖中可以看出：在沿 a和 b的方向上相鄰的鏈上［ SiO4］活性氧的所指向方向相反，且交替出現(xiàn)。 資源加工與生物工程學院資源加工與生物工程學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構（ 2） Mg2＋ 和 Ca2＋ 的配位8處 Mg2+與 2個 2 2個 2個 10的 O2配位，配位數(shù)為 6。31處 Ca2+與 2個 52， 2個 75， 2個 10， 2個 48的 O2配位，配位數(shù)為 8。（ 3）電價檢驗出現(xiàn)電價過飽和情況，如： 52處 非活性 O2與 2個［ SiO4］連接，又和 1個［ CaO8］配位。則 :注意 ：有電價過飽和的 O2也會有電價不飽和的 O2資源加工與生物工程學院資源加工與生物工程學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構圖（ b）上部頂朝下，［ SiO4］頂端的 活性 O2同時與 1個 Si4＋、 2個 Mg2＋ 、 1個 Ca2＋ 配位。 則 :圖（ b）上部頂朝上，［ SiO4］底部的 活性 O2同時與 1個 Si4＋、 1個 Mg2＋ 、 1個 Ca2＋ 配位。 則 :活性 O2平均電價 ：非活性 O2和活性 O2的電價平均值 為：所以總電價是平衡的。 資源加工與生物工程學院資源加工與生物工程學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構（ 4）結構與性質的關系a．介電性質216。 輝石類晶體比綠寶石類晶體緊密，則頑火輝石Mg2[Si2O6]、鋰輝石 LiAl[Si2O6]等均具有良好電絕緣性能，是高頻無線電陶瓷和微晶玻璃的主要晶相；216。 當結構中存在變價正離子時，則晶體又呈現(xiàn)顯著電子電導，這與結構中局部電荷不平衡有關。資源加工與生物工程學院資源加工與生物工程學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構 b. 鍵 型與解理角的關系解理角面交角 ：透輝石為 93186。，透閃石為 56186。，由于結構中單鏈或雙鏈造成 —— 區(qū)分輝石類和角閃石類晶體的基本特征之一 。由于 Si－ O鍵強于 Ca－ O和 Mg－ O鍵，則破裂總發(fā)生在金屬離子和 O2之間。 Mg2+負責［ SiO4］頂角與頂角之間聯(lián)系。 Ca2+負責［ SiO4］底面和底面之間聯(lián)系。由于 Mg2+半徑小，所以 Mg－ O鍵強于 Ca－ O鍵，即礦物受外力作用破壞時 Ca－ O鍵將斷裂。由于透輝石是單鍵，則其夾角為93186。；而角閃石式雙鍵，則其夾角為 56186。透輝石和透閃石單位晶胞在（ 001）面上的投影 資源加工與生物工程學院資源加工與生物工程學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構五、層狀結構 1.層狀結構的基本單元、化學式與類型每個 [SiO4]通過 3個橋氧連接，構成向二維方向伸展的六節(jié)環(huán)狀硅氧層（無限硅氧四面體群），其中可取出一個矩形單元 [Si4O10]4，則化學式： [Si4O10]n4n。見 圖 層狀結構硅氧四面體 （ a）立體圖 （ b）投影圖資源加工與生物工程學院資源加工與生物工程學院第二章 晶體結構 —— 硅酸鹽晶體結構活性氧電價由其它金屬離子來平衡，一般為 6配位的Mg2+或 Al3+離子，同時水分子以 OH形式存在于這些離子周圍，形成水鋁石或水鎂石層。216。 根據(jù)活性氧空間取向不同，硅氧層分為 ： 單網(wǎng)層 ：一層硅氧層所有活性氧均指向同一個方向，相當于一個硅氧層加上一個水鋁（鎂）石層，稱為 1∶ 1層 ； 復網(wǎng)層 ：兩層硅氧層中活性氧交替地指向相反方向，相當于兩