硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)ppt課件-展示頁
2025-05-18 22:18本頁面
【正文】 .29 3無機材料科學(xué)基礎(chǔ) 續(xù) （ 3） 按鮑林第三規(guī)則 ， [SiO4]四面體可以獨立存在 ，兩個相鄰的 [SiO4]四面體只以共頂 ， 而不以共棱或共面存在 。 [SiO4]四面體中心的 Si4+離子可部分地被 Al3+ 所取代 。 Si4＋ 之間不直接相連 ， 而必須通過 O2－ 相連 。 地殼內(nèi)元素的豐度 無機材料科學(xué)基礎(chǔ) 一、硅酸鹽晶體的一般特點及分類 硅酸鹽結(jié)構(gòu)的一般特點 : （ 1） 據(jù)鮑林第一規(guī)則 ， ， Si4＋ 的配位數(shù)為4， 形成 [SiO4]四面體 。無機材料科學(xué)基礎(chǔ) 第二節(jié) 硅酸鹽 (Silicate)晶體結(jié)構(gòu) ?地殼中的優(yōu)勢礦物為硅酸鹽和鋁硅酸鹽。 ?在地殼中形成礦物時，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。 Si－ O之間的平均距離為 ，此值小于硅氧離子半徑之和 ， 說明硅氧鍵并非簡單的離子鍵 ， 尚含有相當(dāng)成分的共價鍵 ， 一般認(rèn)為 ， 離子鍵和共價鍵各占 50％ 。 （ 2） 按靜電鍵規(guī)則 ， Z－ ＝ 4， s=1， i=2， 所以么一個 O2－ 最多為兩個 [SiO4]四面體所共有 ， 如果只有一個 Si4＋ 為 O2－ 提供電價 ， 那么 O2－ 另一個未飽和的電價將由其它離子如 Al3＋ 、Mg2＋ …… 等來提供 。 這種情況在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中是經(jīng)常見到的 。 （ 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 。 SP3雜化 無機材料科學(xué)基礎(chǔ) 書寫方法 ? 硅酸鹽晶體的表達(dá)式有 化學(xué)式 和 結(jié)構(gòu)式 兩種： ? （ 1）即按氧化物來書寫。 ? （ 2）即按無機絡(luò)鹽方式書寫。 ? 例 1：鉀長石， 化學(xué)式： K2O 6SiO2 ， 結(jié)構(gòu)式： KAlSi3O8。 無機材料科學(xué)基礎(chǔ) Si:O 公用氧 硅氧骨干 類型 例子 1:4 0 [SiO4]4 孤島狀 有 限 硅 氧 基 團(tuán) 鎂橄欖石 Mg2[SiO4] 1: 1 [Si2O7]6 雙四面體 硅鈣石 Ca3[Si2O7] 1:3 2 [Si3O9]6 三元環(huán) 藍(lán)錐礦 BaTi[Si3O9] 2 [Si4O12]8 四元環(huán) 斧石 Ca2Al2(Fe,Mn)BO3[Si4O12](OH) 2 [Si6O18]12 六元環(huán) 綠寶石 Be3Al2[Si6O18] 2 [Si2O6]4 單鏈狀 無 限 硅 氧 基 團(tuán) 透輝石 CaMg[Si2O6] 1:5 2， 3 [Si4O11]6 雙鏈狀 透閃石 CaMg5[Si4O11]2(OH)2 1: 3 [Si4O10]4 層狀 高嶺石 Al4[Si4O10](OH)8 1:2 4 [SiO2] 架狀 石英 SiO2 表 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類 無機材料科學(xué)基礎(chǔ) 6 硅酸鹽結(jié)構(gòu)示意圖 無機材料科學(xué)基礎(chǔ) 雙四面體 結(jié)構(gòu)單元 [Si2O8]8 — 1O2=[Si2O7]6 此 O被共用 無機材料科學(xué)基礎(chǔ) 三元環(huán) O5O4O8O 1 0O3O3O9S i 4O5S i 3O4O8S i 1S i 2O 1 0O9S i 4S i 3O6O7O2 O1O6O7基本結(jié)構(gòu)單元 [Si3O12]12－ 3O2＝ [Si3O9]6 此 O被共用 共有三個這樣的 O 對于每個 [SiO4]有兩個 O被共用 無機材料科學(xué)基礎(chǔ) 六元環(huán) O5 O4 O8 O10 O3 O3 O9 Si4 O5 Si3 O4 O8 Si1 Si2 O10 O9 Si4 Si3 O6 O7 O2 O1 O6 O7 無機材料科學(xué)基礎(chǔ) 鏈狀結(jié)構(gòu)示意圖 單鏈結(jié)構(gòu)示意圖 Single chains 雙鏈結(jié)構(gòu)示意圖 Double chain silicates 無機材料科學(xué)基礎(chǔ) 二、島狀結(jié)構(gòu)（ Orthosilicates (Nesosilictaes)） ? 在硅酸鹽晶體中， [SiO4]四面體以孤立狀態(tài)存在，[SiO4]四面體之間不是以 O2－ 共頂連接，即每個 O2－ 除了與一個 Si4+相連外，不再與其它 [SiO4]四面體中的 Si4+相連，而與其它金屬離子相連。 晶格常數(shù)a=,b=,c=,每個晶胞中有 4個 “ 分子 ” ， 故可以寫成 Mg8Si4O16。 ? 按鮑林第三規(guī)則， [SiO4]四面體應(yīng)該孤立存在，而 [MgO6]八面體可以共棱。 ? 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 。同時在各個方向上結(jié)合力分布差異不大 ， 所以沒有顯著的解理 ， 常呈粒狀 。 ? 部分 Mg2+被 Ca2+取代，則形成鈣橄欖石 CaMgSiO4。 ? 水泥熟料礦物 ?Ca2SiO4，屬于單斜晶系，其中 Ca2+有 8和 6兩種配位。而 ?C2S由于配位規(guī)則，在水中幾乎是惰性的。SiO莫來石3Al2O3
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1