【正文】 學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)四、鏈狀結(jié)構(gòu) 1.鏈的類型、重復(fù)單元與化學(xué)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(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)單鏈：單鏈： 每個(gè) [SiO4]通過 共用 2個(gè)頂點(diǎn) 向一維方向無限延伸，按重復(fù)出現(xiàn)與第一個(gè) [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(jié)構(gòu)單元無限重復(fù)，化學(xué)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(jié)構(gòu)單元向一維方向無限伸展，化學(xué)式為 [Si4O11]n6n。（ 1） 硅氧四面體所構(gòu)成的鏈（ a）單鏈結(jié)構(gòu)；（ b）雙鏈結(jié)構(gòu)；（ 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(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)（ 2） 單鏈結(jié)構(gòu)類型資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu) ： 輝石類硅酸鹽礦物 ，如：透輝石 CaMg[Si2O6]頑火輝石 Mg2[Si2O6]雙鏈結(jié)構(gòu) ： 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(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)無論單鏈或雙鏈，由于鏈內(nèi)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)透輝石 CaMg[Si2O6]結(jié)構(gòu) 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(gè)重疊硅氧鏈分別以粗黑線和細(xì)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(gè)活性氧， 4個(gè)非活性氧 ； Mg2+為 6， 6個(gè)均為活性氧 。 Ca2+負(fù)責(zé) [SiO4]底面間的連接， Mg2+負(fù)責(zé)頂點(diǎn)間的連接。若透輝石結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)（ a）（ 010）面上的投影 （ b）（ 001）面上的投影資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)（ 1）結(jié)構(gòu)特征2節(jié)單鏈，結(jié)構(gòu)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(jié)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(gè)活性氧朝上朝下的重復(fù)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(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)（ 2） Mg2＋ 和 Ca2＋ 的配位8處 Mg2+與 2個(gè) 2 2個(gè) 2個(gè) 10的 O2配位，配位數(shù)為 6。31處 Ca2+與 2個(gè) 52， 2個(gè) 75， 2個(gè) 10， 2個(gè) 48的 O2配位，配位數(shù)為 8。（ 3）電價(jià)檢驗(yàn)出現(xiàn)電價(jià)過飽和情況，如： 52處 非活性 O2與 2個(gè)［ SiO4］連接，又和 1個(gè)［ CaO8］配位。則 :注意 ：有電價(jià)過飽和的 O2也會有電價(jià)不飽和的 O2資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)圖（ b）上部頂朝下，［ SiO4］頂端的 活性 O2同時(shí)與 1個(gè) Si4＋、 2個(gè) Mg2＋ 、 1個(gè) Ca2＋ 配位。 則 :圖（ b）上部頂朝上，［ SiO4］底部的 活性 O2同時(shí)與 1個(gè) Si4＋、 1個(gè) Mg2＋ 、 1個(gè) Ca2＋ 配位。 則 :活性 O2平均電價(jià) ：非活性 O2和活性 O2的電價(jià)平均值 為：所以總電價(jià)是平衡的。 資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)（ 4）結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系a．介電性質(zhì)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(dāng)結(jié)構(gòu)中存在變價(jià)正離子時(shí)，則晶體又呈現(xiàn)顯著電子電導(dǎo)，這與結(jié)構(gòu)中局部電荷不平衡有關(guān)。資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu) b. 鍵 型與解理角的關(guān)系解理角面交角 ：透輝石為 93186。，透閃石為 56186。，由于結(jié)構(gòu)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(qiáng)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(fù)責(zé)［ SiO4］頂角與頂角之間聯(lián)系。 Ca2+負(fù)責(zé)［ SiO4］底面和底面之間聯(lián)系。由于 Mg2+半徑小，所以 Mg－ O鍵強(qiáng)于 Ca－ O鍵，即礦物受外力作用破壞時(shí) 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(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)五、層狀結(jié)構(gòu) 1.層狀結(jié)構(gòu)的基本單元、化學(xué)式與類型每個(gè) [SiO4]通過 3個(gè)橋氧連接，構(gòu)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(gè)矩形單元 [Si4O10]4，則化學(xué)式： [Si4O10]n4n。見 圖 層狀結(jié)構(gòu)硅氧四面體 （ a）立體圖 （ b）投影圖資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)活性氧電價(jià)由其它金屬離子來平衡，一般為 6配位的Mg2+或 Al3+離子，同時(shí)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(gè)方向，相當(dāng)于一個(gè)硅氧層加上一個(gè)水鋁（鎂）石層，稱為 1∶ 1層 ； 復(fù)網(wǎng)層 ：兩層硅氧層中活性氧交替地指向相反方向，相當(dāng)于兩