【正文】 （ 1） Mg2+被 Fe2+以任意比例取代，則形成橄欖石（ FexMg1x） SiO4固溶體；（ 2）若上圖（ b）中 2 75的 Mg2+被 Ca2+取代，則形成鈣橄欖石 CaMgSiO4；（ 3）若 Mg2+全部被 Ca2+取代，則形成 ?Ca2SiO4（即 ?C2S），其中 Ca2+配位數(shù)為 6。（ a）（100）面上的投影圖（ b）（ 001）面上的投影圖（ c）立體側(cè)視圖鎂橄欖石晶體結(jié)構(gòu)（ 2） 被 [MgO6] 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)鎂橄欖石 Mg2[SiO4]結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)中 Si/O比為 1:4。晶體結(jié)構(gòu) ——晶體結(jié)構(gòu) ——之間只能共頂而不能共棱或共面連接；n [SiO4] 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)n 基本結(jié)構(gòu)單元： [SiO4]四面體。如，鉀長石： K[AlSi3O8]。[6SiO2； 晶體結(jié)構(gòu) ——地殼中： 鋁 無機化合物晶體結(jié)構(gòu)晶體化學(xué)基本原理晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)第二章第二章 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 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)wt% 氧 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)一、一、 硅酸鹽晶體組成表征、結(jié)構(gòu)特點及分類硅酸鹽晶體組成表征、結(jié)構(gòu)特點及分類 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 Si－ O－ Si鍵為夾角不等折線，一般 145o左右；n [SiO4]中心 Si4+可部分被 Al3+架狀對應(yīng) Si/O由 1/4→ 1/2，結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)二、島狀結(jié)構(gòu) 有：鋯石英 Zr[SiO4]、鎂橄欖石 Mg2[SiO4]、藍晶石 Al2O3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 屬斜方晶系，空間群 Pbnm晶胞參數(shù) 隔開，呈孤島狀分布 （ a）（ 100）面上的投影圖鎂橄欖石晶體結(jié)構(gòu)（ 3）（ b）（ 001）面上的投影圖鎂橄欖石晶體結(jié)構(gòu)（ 4）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 由于配位規(guī)則，在水中幾乎為惰性 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)鎂橄欖石結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系（ 1）結(jié)構(gòu)中每個 O2同時和 1個 [SiO4]和 3個 [MgO6]相連接，其電價飽和，晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；（ 2） Mg－ O鍵和 Si－ O鍵均較強，則表現(xiàn)出較高硬度，熔點達到 1890℃ ，是鎂質(zhì)耐火材料的主要礦物；（ 3）結(jié)構(gòu)中各個方向上鍵力分布較均勻，則無明顯解理，破碎后呈現(xiàn)粒狀。（ 1） 橋氧（ 或 公共氧 、 非活性氧）： 有限四面體群中連接兩個 Si4+的氧，其電價已飽和，一般不再與其它正離子配位（ 2） 非橋氧（ 或 非公共氧 、 活性氧） ：只有一側(cè)與 Si4+相連接的氧孤立的有限硅氧四面體群雙四面體[Si2O7]6三節(jié)環(huán)[Si3O9]6四節(jié)環(huán)[Si4O12]8六節(jié)環(huán)[Si6O18]12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 雙四面體 ：硅鈣石 Ca3[Si2O7] 三節(jié)環(huán) ：藍錐礦 BaTi[Si3O9]216。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)綠寶石 Be3Al2[Si6O18]結(jié)構(gòu) 綠寶石晶胞在（ 0001）面上的投影（上半個晶胞）216。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)有電價低、半徑小離子（如 Na+）存在時，直流電場中表現(xiàn)出 顯著離子電導(dǎo) ，交流電場中有 較大介電損耗 ；216。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 結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綠寶石結(jié)構(gòu)的六節(jié)環(huán)中有一個 Si4+被 Al3+取代，且環(huán)外正離子由（ Be3Al2）變?yōu)椋?Mg2Al3），使電價平衡。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)四、鏈狀結(jié)構(gòu) 依照 [SiO4]共用 O2數(shù)目不同，分為 單鏈 和 雙鏈 。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)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(fù)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(jié)構(gòu)單元無限重復(fù)，化學(xué)式為 [Si2O6]n4n。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu) ： 輝石類硅酸鹽礦物 ，如：頑火輝石 Mg2[Si2O6]雙鏈結(jié)構(gòu) ： 角閃石類硅酸鹽礦物 ，如： 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 而金屬陽離子與 O2－ 之間的鍵比 Si－ O鍵弱，容易斷。單鏈之間依靠 Ca2+、 Mg2+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]。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)（ 1）結(jié)構(gòu)特征鏈與鏈之間通過 Mg2+和 Ca2+連接起來，鏈與鏈不直接結(jié)合。晶體結(jié)構(gòu) ——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。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。 當結(jié)構(gòu)中存在變價正離子時，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)。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu) b. 鍵 型與解理角的關(guān)系由于 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。由于透輝石是單鍵，則其夾角為93186。晶體結(jié)構(gòu) ——晶體結(jié)構(gòu) —— 結(jié)構(gòu)水 ：以 OH形式占據(jù)結(jié)點位置的水，需 400～ 600℃排 除，排除時結(jié)構(gòu)被破壞?！?可排除，排（ 1） 晶體結(jié)構(gòu) ——晶胞參數(shù) a=， b=， c=，?=100o，如 圖 所示。 水鎂石層中 Mg2+配位數(shù)為 6，形成 [MgO4(OH)2]八面體。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)n 結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系：復(fù)網(wǎng)層中每個活性 O2同時與 3個 Mg2+相連接，電價飽和； OH中氧的電價也飽和，則復(fù)網(wǎng)層內(nèi)為電中性，層與層之間靠微弱分子力結(jié)合，致使層間易相對滑動，則具有 良好片狀解理 ，并有 滑膩感。滑石 葉蠟石 2SiO2滑石和葉蠟石都是玻璃和陶瓷工業(yè)重要原料 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)高嶺石 Al2O3Al3+配位數(shù)為 6，形成 [AlO2(OH)4]八面體，這兩個 O2把水鋁石層和硅氧層連接起來。高嶺石的結(jié)構(gòu)（ 1）高嶺石的結(jié)構(gòu)（ 2）(b)(010)面上的投影(a)（ 001）面上的投影（顯示出硅氧層的六節(jié)環(huán)及各離子 的配位信息）(c)（ 100）面上的投影（顯示出單網(wǎng)層中 Al3+填充 2/3八面體空隙）（ d）（ 100）面上的投影（顯示出單網(wǎng)層的構(gòu)成）(d)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 結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系 ：n 單網(wǎng)層中 O2電價飽和，即層內(nèi)為電中性，則層間只能靠物理鍵結(jié)合 —— 片狀解理；n 水鋁石層 OH與硅氧層 O2相接觸 —— 層間氫鍵結(jié)合；n 氫鍵結(jié)合比分子間力強 —— 水分子不易進入單網(wǎng)層之間，無加水膨脹性， 也無滑膩感；n 不易發(fā)生同晶取代 ， 陽離子交換容量較低；n 質(zhì)地較純 ， 熔點較高 。Al2[Si4O10](OH)2 cnH2O），式中 x c的數(shù)值隨含水量而變化，無水時 c晶體結(jié)構(gòu) ——實際上，由于結(jié)構(gòu)中 Al3+可被 Mg2+取代，使復(fù)網(wǎng)層并不呈電中性，帶有少量負電荷（一般為 ，也可有很大變化）；因而復(fù)網(wǎng)層之間有斥力，使略帶正電性的水化正離子易于進入層間；與此同時，水分子也易滲透進入層間，使晶胞 c軸膨脹，隨含水量變化，由 ，則蒙脫石又稱為 膨潤土 。晶體結(jié)構(gòu) —— 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)n 結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系 ： 蒙脫石復(fù)網(wǎng)層之間靠微弱的分子力作用，因此呈良好的片狀解理，且 晶粒細小 ，所以也稱之為 微晶高嶺石 ； 蒙脫石晶胞 c軸長度隨含水量而變化，甚至空氣濕度的波動也能導(dǎo)