硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)ppt課件-wenkub
2023-05-24 22:18:15 本頁面
【正文】 ridot或Olivine）因具有橄欖綠色而得名，以酷似祖母綠色者最佳，次為濃綠色和黃綠色，為八月誕辰石，產(chǎn)于河北，吉林。而 ?C2S由于配位規(guī)則，在水中幾乎是惰性的。 ? 部分 Mg2+被 Ca2+取代，則形成鈣橄欖石 CaMgSiO4。 ? 按鮑林第五規(guī)則 ， 在鎂橄欖石中 ， Si4＋ 的配位方式只有 [SiO4]四面體 ， Mg2＋ 只有 [MgO6]八面體 ， 沒有其它形式配位多面體的存在 。 晶格常數(shù)a=,b=,c=,每個(gè)晶胞中有 4個(gè) “ 分子 ” ， 故可以寫成 Mg8Si4O16。 6SiO2 ， 結(jié)構(gòu)式： KAlSi3O8。 ? （ 2）即按無機(jī)絡(luò)鹽方式書寫。 （ 4） 按鮑林第五規(guī)則 ， 在同一類型硅酸鹽中 ，[SiO4]四面體的連接方式一般只有一種 。 （ 2） 按靜電鍵規(guī)則 ， Z－ ＝ 4， s=1， i=2， 所以么一個(gè) O2－ 最多為兩個(gè) [SiO4]四面體所共有 ， 如果只有一個(gè) Si4＋ 為 O2－ 提供電價(jià) ， 那么 O2－ 另一個(gè)未飽和的電價(jià)將由其它離子如 Al3＋ 、Mg2＋ …… 等來提供 。 ?在地殼中形成礦物時(shí)，由于成礦的環(huán)境不可能十分純凈，礦物組成中常含有其它元素，加之硅酸鹽晶體中的正負(fù)離子都可以被其它離子部分或全部取代，這就使得硅酸鹽晶體的化學(xué)組成甚為復(fù)雜。 地殼內(nèi)元素的豐度 無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ) 一、硅酸鹽晶體的一般特點(diǎn)及分類 硅酸鹽結(jié)構(gòu)的一般特點(diǎn) : （ 1） 據(jù)鮑林第一規(guī)則 ， ， Si4＋ 的配位數(shù)為4， 形成 [SiO4]四面體 。 [SiO4]四面體中心的 Si4+離子可部分地被 Al3+ 所取代 。 （ 5） Si－ O－ Si結(jié)合鍵通常并不是一條直線 ， 而是一條折線 ， 其 Si－ O－ Si鍵角并不完全一致 ， 一般在 145?左右 。若用結(jié)構(gòu)式書寫，則先寫外加正離子，后寫硅氧骨干，再寫外加負(fù)離子，（ OH）和H2O。 ? 例 2：高嶺石， 化學(xué)式： Al2O3?2SiO2?2H2O， 結(jié)構(gòu)式： Al2[Si2O5](OH)4。 ? 按鮑林第一規(guī)則 : ? 所以 Si4 ＋ 的配位數(shù)為 4， 形成 [SiO4]四面體； ， 所以 Mg2＋ 的配位數(shù)為6， 形成 [MgO6]八面體 。 ? 結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系： ? 鎂橄欖石結(jié)構(gòu)緊密 ， 靜電鍵也很強(qiáng) ， 硬度較高 ，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 ， 熔點(diǎn)高達(dá) 1800℃ ， 是一類重要的耐火材料 。 ? 如果 Mg2+全部被 Ca2+取代，則形成 ?Ca2SiO4，即 ?C2S，其中 Ca2+的配位數(shù)為 6。 ? 其它同類型晶體 ： 藍(lán)晶石 Al2O3 無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ) 三、組群狀結(jié)構(gòu)（ Sorosilicates and Cyclosilicates） ?基本特點(diǎn)： 兩個(gè) 、 三個(gè) 、 四個(gè)或六個(gè) [SiO4]四面體通過共用氧相連接 ， 形成單獨(dú)有限的硅氧絡(luò)陰離子 ， 除雙四面體外其余的通常為 環(huán)狀 (Ring Silicates)，環(huán)還可以重疊起來形成雙環(huán) ， 如六元雙環(huán) 。 ? “ 分子數(shù) ” Z＝ 2。而兩個(gè) 85位置的 O2－ 和兩個(gè) 65位置的 O2－ 及其中的 Be2＋ 構(gòu)成 [BeO4]四面體。 無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ) 綠柱石和云母 綠柱石 無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ) 鏈狀硅酸鹽 Chain Silicates (Inosilicates) ?基本特點(diǎn)： 一個(gè)硅氧四面體有兩個(gè)頂點(diǎn)被共用，而形成各種環(huán)狀與鏈狀結(jié)構(gòu)結(jié)合的長鏈， 既可以是單鏈，也可以是雙鏈 。滑石瓷的主要晶相是頑火輝石晶體 Mg2[Si2O6]。 在六節(jié)環(huán)中 ， 可以取出一個(gè)基本單元[Si4O10]， 每一個(gè) [SiO4]四面體的第四個(gè)頂點(diǎn) (O2)則與金屬陽離子結(jié)合 ， 像這種只與一個(gè)硅相聯(lián)結(jié)的氧為 “ 活性氧 ” ， 活性氧可指向一方也可以指向相反的方向 。將八面體劃分為兩種類型： ? 其一為 三八面體層 ；具有與氫氧鎂石 Mg（ OH） 2結(jié)構(gòu)相同的特點(diǎn)，故又稱氫氧鎂石層； ? 其二為 二八面體層 ；這種八面體結(jié)構(gòu)層具有與三水鋁石 Al（ OH） 3結(jié)構(gòu)相同的特點(diǎn)，所以又稱氫氧鋁石層。 多呈隱晶質(zhì)、分散粉末狀、疏松塊狀集合體。 高嶺石是組成高嶺土的主要礦物，常見于巖漿巖和變質(zhì)巖的風(fēng)化殼中。 無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ) (010) (001) 無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ) ? 屬于雙層結(jié)構(gòu)。 無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ) 蒙脫石（微晶高嶺石）的結(jié)構(gòu) 單斜晶系，空間群 C2/ma；理論化學(xué)式為 Al2[Si4O10](OH)2nH2O）， 式中 x=，晶胞參數(shù) a?， b?， c的數(shù)值隨含水量而變化，無水時(shí) c?。加水膨脹，加熱脫水并產(chǎn)生較大收縮，一直干燥到脫去結(jié)構(gòu)水之前，其晶格結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞?；廴霾紕?chuàng)面形成被膜，有保護(hù)創(chuàng)面，吸收分泌物，促進(jìn)結(jié)痂的作用。 ?陶瓷材料中，非常重要的硅石 (SiO2)就具有由[SiO4]四面體組成的三維骨架結(jié)構(gòu)。 ? Polymorph Density Crystal Class Stability Cristobalite Cubic Above 1470 C Tridymite Hexagonal Above 870
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