2. Polikrzemiany. 3. Fyllokrzemiany.

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "2. Polikrzemiany. 3. Fyllokrzemiany."

Kazimiera Janicka
6 lat temu
Przeglądów:

1 Rodzaje anionów krzemotlenowych 1. Aniony niepolimeryczne. 2. Polikrzemiany. 3. Fyllokrzemiany. 4. Tektokrzemiany.

2 Aniony niepolimeryczne D = 0 Podgrupy Wzór anionu M, s Si : O 1.monokrzemiany ] 4- M = 1, s = 0 1 : 4 2.oligokrzemiany - dikrzemiany, - trikrzemiany, - tetrakrzemiany proste rozgałęzione, - pentakrzemiany, -.itd [Si 2 O 7 ] 6- [Si 3 O 10 ] 8- [Si 4 O 13 ] 10- [Si 4 O 13 ] 10- [Si 5 O 16 ] itd M=2, s= 1 M=3, s=1,2 M=4, s=1,2 M=4, s=1,2,3 M=5, s=1,2..itd 1 : 3,5 1: 3,33 1:3,25 1:3,25 1:3,20 3.cyklokrzemiany - monocyklotrikrzemiany, [Si 6-3 O 9 ] M=1, s=2 1 : 3 - dicyklotrikrzemiany [Si 6 O 15 ] 6- M=2, s=3 1:2,5 - monocyklotetrakrzemiany, [Si 4 O 12 ] 8- M=1, s=2 1: 3 - dicyklotetrakrzemiany, [Si 8 O 20 ] 8- M=2, s=3 1:2,5 - monocykloheksakrzemiany, [Si 6 O 18 ] itd 1 : 3.itd...itd

3 Aniony niepolimeryczne D = 0 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)

4 Kwas H 4 SiO 4 Istnieje przy ph 3,1 i stęŝeniu nie przekraczającym cym 15 mg/100ml

5 Tetraedr (anion) SiO Długość wiązania Si-O może wynosić od 1.57 do 1.72Å (średnio 1.62Å), - Kąt między wiązaniami O-Si Si-O od 98 o do 122 o (średnio 109,47 o ),

6 Podział monokrzemianów - proste monokrzemiany jednokationowe, - Me4[SiO4], - Me2[SiO4], - Me4[SiO4]3, - Me[SiO4] - monokrzemiany wielokationowe, - oksymonokrzemiany, - hydromonokrzemiany (monokrzemiany uwodnione).

7 Monokrzemiany metali alkalicznych (związki syntetyczne) Li 4 ], Na 4 ], K 4 ], (Rb 4 ] i Cs 4 ] nie zostały dotąd d otrzymane)

8 Monokrzemiany metali ziem alkalicznych Monokrzemian LK- Me 2+ Polimorfizm Odmian trwała Temperatura Me 2 ] (r k /r O ) w temp. pok. topnienia o C Be 2 ] 4 (0.29) 1 forma R (rozkład) Mg 2 ] 6 (0.45) α norm.ciśn. α Pnma 1890 (kongr.) β,γ wysokie.ciśn. Ca 2 ] 6 i 8 (0.81) α,, α H, α L, β,, γ γ Pnma 2130 (kongr.) Sr 2 ] 6 i 8 (0.93) α i β β P2 1 /m 1800 (kongr) Ba 2 ] 8 (1.13) α α Pnma 1770(inkongr)

9 Komórka elementarna Mg [SiO 2 4 ] - monokrzemianu magnezu(forsterytu) rzut ab pł.(001) rzut bc pł.(100)

10 Przemiany polimorficzne Mg [SiO 2 4 ] α- Mg 2 SiO kbar β Mg 2 ] kbar γ Mg 2 ]

11 Struktury niskotemperaturowych form Ca [SiO 2 4 ] γ Ca 2 ] β Ca 2 ]

12 Struktura monokrzemianu cyrkonu oraz Zr[SiO 4 ] cyrkon, Hf ] hafnon, Th ] toryt, Pa ], Np ], Pu ] i Am ] - syntetyczne U ] koffinit,

13 Monokrzemiany wielokationowe - Me + Me 2+ ] - Me 2+ Me 2+ ], - Me + Me 3+ ], - Me 2+ Me 3+ ] (granaty), - Me + Me 4+ ].

14 Me + 2Me 2+ [SiO ] (syntetyczne) 4 Li 2 Be ], Na 2 Mg ], Na 2 Zn ], Li 2 Zn ], Na 2 Ca ], K 2 Ca ], Li 2 Co ], Na 2 Sr ].

15 MgFe ] hortonolit, Me 2+ Me [SiO ] 4 CaFe ] kirschstenit, MgMn ] pikrotefroit, CaMn ] glaukochroit, MgCa ] monticzelit, MnFe ] knebelit.

16 Szereg izomorficzny oliwinów - do 10% Fe +2 forsteryt, - 10%- 30%Fe +2 oliwin właściwy, - 30% - 50% Fe +2 hialosyderyt, - 50% - 70% Fe +2 hortonolit, - 70% - 90%Fe +2 ferrohortonolit, - ponad 90% Fe +2 fajalit.

17 Szeregi izomorficznych roztworów stałych o strukturze typu oliwinu w pełnym zakresie stęŝeń: - Mg 2 ] - Fe 2 ], - Mg 2 ] - Mn 2 ], - Mg 2 ] - Ni 2 ], - Mg 2 ] - Co 2 ], w ograniczonym zakresie: - Mg 2 ] - Ca 2 ], - Fe 2 ] - Ca 2 ], - Mn 2 ] - Ca 2 ], - Mg 2 ] - Zn 2 ]. roztwory stałe izomorficzne więcej niŝ dwóch kationów np.: - Mg 2 ] - Fe 2 ] - Mn 2 ], - Mg 2 ] - Mn 2 ] Zn 2 ].

18 PbZn[SiO ] - larsenit 4 PbBe ], PbMg ], PbCa ], PbFe ], PbCo ], PbNi ]

19 Me + Me 3+ [SiO ] (syntetyczne) 4 izostrukturalne z oliwinami: LiSc ], LiY ], NaY ], NaGd ], tetragonalne: NaNd ], NaSm ]

20 Granaty [8] A [6] B [ [4] TO ] Piralspity Ugrandyty Mg 3Al 2] 3 - Pirop, Ca 3Cr 2] 3 - Uwarowit, Fe 3 Al 2 ] 3 - Almadyn, Ca 3 Al 2 ] 3 - Grossular, Mn 3 Al 2 ] 3 - Spessartyn, Ca 3 Fe 2 ] 3 - Andradyt. Syntetyczne analogi: Cd 3 Al 2 ] 3 Ca 3 Mn 2 ] 3 Co 3 Al 2 ] 3 Ca 3 V 2 ] 3 Ni 3 Al 2 ] 3 Ca 3 Sc 2 ] 3. Cd 3 Al 2 ] 3, Cd 3 Cr 2 ] 3 Cd 3 Ga 2 ] 3

21 1. Ŝelazowe Granaty Mn 3 Fe 2 ] 3 Kalderyty Mg 3 Fe 2 ] 3 Cd 3 Fe 2 ] 3 Fe 3 Fe 2 ] 3 Fe 2+ 3 Fe3+ 2 ] 3 - Fe 3 Fe 2 [(Si,Fe)O 4 ] 3 - Fe3+ 3 Fe3+ 2 [FeO 4 ] 3 2. glinowe Y 3 Fe 2 [AlO 4 ], Y 3 Al 2 [AlO 4 ] - YAG (Ytrium Aluminate Garnets) lasery typu Ho:YAG lub Nd:YAG oparte o kryształy YAG dotowane neodymem wykazuje akcje laserową znacznej mocy w zakresie bliskiej podczerwieni o długości fali 1.064µm (ok cm -1 )

22 Sposób połączenie tetraedrów i oktaedrów w strukturze granatów.

23 Regularne komórki elementarne granatów Mg Al 3 2 ] 3 (pirop) Ca 3 Fe 2 ] (andradyt)

24 Tetraedry i oktaedry w strukturze granatów

25 Me + Me 4+ [SiO ] 4 Me 3+ Me 4+ 2 [(SiO 4 ) 2 PO 4 ] Li 3 Zr 2 [(SiO 4 ) 2 PO 4 ], Na 3 Zr 2 [(SiO 4 ) 2 PO 4 ], K 3 Zr 2 [(SiO 4 ) 2 PO 4 ], Ag 3 Zr 2 [(SiO 4 ) 2 PO 4 ]. Na 3 Zr 2 [(SiO 4 ) 2 PO 4 ] jest znany jako nasicon (Na superionic conductor)

26 Oksy- i hydroksymonokrzemiany 1. Oksymonokrzemiany 2. Hydroksymonokrzemiany 3. Krzemiany uwodnione

27 Me 2+ 3 ]O - Ca 3 ]O, Cd 3 ]O, - Sr 3 ]O, Pb 3 ]O, - Ba 3 ]O. Polimorfizm monokrzemianu trójwapniowego T I T II T III M I M II M III R rozkład gdzie: T - formy trójskośne, M - formy jednoskośne, R - forma romboedryczna.

28 Me 3+ 2 ]O [6] Al [6] Al ]O - cyjanit (dysten), [6] Al [5] Al ]O - andaluzyt, [6] Al [4] Al ]O - silimanit, [6] Al [4] Al [Si 1-x Al x O 4 ]O 1-x - mulit, gdzie 0.2 < x < 0.8.

29 struktury: cyjanitu, andaluzytu i silimanitu

30 Me 2+ Me [SiO ]O 4 CaTi ]O - tytanit (sfen), CaSn ]O - malajalit, CaV [SiO ]O - wanadomalajalit, 4 Ca 3 Th 2 ] 3 O apatyty krzemianowe.

31 Monokrzemiany uwodnione - grupy OH połączone z krzemem (stanowiące część anionu krzemotlenowego), - grupy połączone z kationem metali (poza anionem krzemotlenowym), - cząsteczki wody stanowiące węzły struktury, - jony hydroksoniowe H 3 O + pełniące rolę równowaŝną kationom metali w - jony hydroksoniowe H 3 O pełniące rolę równowaŝną kationom metali w strukturze.

32 Polisomatyczny szereg Mg(OH) 2 (brucytu) i Mg [SiO 2 4 ] (forsterytu) 3Mg 2 ] Mg (OH) 2 2Mg 2 ] Mg (OH) 2 Mg 2 ] Mg (OH) 2 norbergit chondrodyt humit

33 Uwodnione krzemiany wapnia Ca 3 [SiO 3 (OH)] 2 2H 2 O awfilit, Ca 4 [SiO 2 (OH) 2 ] 2 2H 2 O bultfonteinit, Ca 2 [SiO 3 (OH)] (OH) α C 2 S hydrat, 2Ca 2 ] Ca(OH) 2 chondrodytca, Ca 2 ] H 2 O hillebrandyt

34 Al2[SiO4](OH)2 (topaz)

35 Oligokrzemiany Oligokrzemiany D = 0, M > 1 1. mostek Si O Si, 2. dikrzemiany, 3. oligokrzemiany o łańcuchu otwartym, 4. cyklokrzemiany.

36 Oligoaniony krzemotlenowe otwarte Oligokrzemiany Wzór anionu Wartości parametrów Si : O - dikrzemiany, - trikrzemiany, - tetrakrzemiany proste rozgałęzione, - pentakrzemiany, proste, rozgałęzione, - heksakrzemiany : : itd. [Si 2 O 7 ] 6- [Si 3 O 10 ] 8- [Si 4 O 13 ] 10- [Si 4 O 13 ] 10- [Si 5 O 16 ] 12- [Si 5 O 16 ] 12- : : [Si M O 3M+1 ] (2M+2)- M=2, s = 1 M=3, s =1,2 M=4, s=1,2 M=4, s=1,3 M=5, s=1,2 M=5, s=1,2,3 : : do M=10 1 : 3,5 1: 3,33 1: 3,25 1: 3,25 1: 3,20 1: 3,20 : : do 1:3.1

37 Cykloaniony krzemotlenowe Cyklokrzemiany Wzór Wartości Si : anionu parametrów O - monocyklotrikrzemiany, - dicyklotrikrzemiany - monocyklotetrakrzemiany, - dicyklotetrakrzemiany, - monocykloheksakrzemiany, : monocyklo... dicyklo... [ 3 Si 3 O 9 ] 6- [ 3 Si 6 O 15 ] 6- [ 4 Si 4 O 12 ] 8- [ 4 Si 8 O 20 ] 8- [ 6 Si 6O 18] 12- : [ n Si n O 3n ] 2n- [ n Si 2n O 2.5n ] n- M=1, s=2 M=2, s=3 M=1, s=2 M=2, s=3 : : M=1, s=2 M=2, s=3 1 : 3 1:2,5 1: 3 1:2,5 1 : 3 : 1 : 3 1 : 2.5

38 Mostek Si O - Si O 140 o 1.61Å Si 3.06 Å Si

39 Dikrzemiany - dikrzemiany jednokationowe, - dikrzemiany wielokationowe, - hydrosydikrzemiany.

40 Dikrzemiany jednokationowe Me + 6 [Si 2 O 7 ] dikrzemian litu Li 6 [Si 2 O 7 ] dikrzemianu potasu K 6 [Si 2 O 7 ]

41 Me 2+ 3 [Si 2 O 7 ] Ca 3 [Si 2 O 7 ] rankinit Sc 2 [Si 2 O 7 ] tortweityt

42 Dikrzemiany wielokationowe Ca 2 Be [Si 2 O 7 ], K 2 Zr [Si 2 O 7 ], Ca 2 Mg[Si 2 O 7 ], Na 2 Zr[Si 2 O 7 ], Ca 2 Zn [Si 2 O 7 ], CaZr [Si 2 O 7 ], Ca 2 Al[SiAlO 7 ], CaNaAl[Si 2 O 7 ]. Melility (Ca,Na) 2 (Mg,Fe,Al)[(Si,Al)O 7 ] Ca 2 Mg[Si 2 O 7 ] (akermanit) - CaNaAl[Si 2 O 7 ] (melilit) - Ca 2 Al[SiAlO 7 ] (gelenit),

43 Aniony [Si O ] Na 2 Ca 6 [Si 3 O 10 ] Ca 6 [Si 3 O 10 ] ] Ca 3 [Si 3 O 8 (OH) 2 ] Ca 2 Cu 2 [Si 3 O 8 (OH) 2 ](OH) 2

2 [Si 5 O 16 ] H 2 O,Mn 6 V[Si 5 O 16 ]O 2 (OH), 4 2 5 16 2 6 5 16 2

44 Oligokrzemiany o otwartym łańcuchu - tetramery: Ag 10 [Si 4 O 13 ], Na 4 Sc 2 [Si 4 O 13 ], Pb 8 [Si 4 O 13 ](SO 4 )O 2 - pentamery: Na 4 Sn 2 [Si 5 O 16 ] H 2 O,Mn 6 V[Si 5 O 16 ]O 2 (OH), Al 13 [Si 5 O 16 ]O 4 (OH) 18 Cl - oktamery : Mg 16 Sc 2 [Si 8 O 25 ] 2

45 Cykloaniony

46 Cyklotrikrzemiany Na 2 Ti [Si 3 O 9 ] 6H 2 O - ilmaiokit, Ca 3 [Si 3 O 9 ] cyklowolastonit, Na 2 Zr [Si 3 O 9 ] 2H 2 O katapleit, Sr 3 [Si 3 O 9 ] - syntetyczny NaKZr [Si 3 O 9 ] 2H 2 O georgechaoit, Ca 2 Ba[Si 3 O 9 ] - walstromit, Na 2 Ti[Si 3 O 9 ] nh 2 O - zoryt, Ca 2 Pb[Si 3 O 9 ] - margarosanit, K 2 Zr [Si 3 O 9 ] - wadeit, BaTi [Si 3 O 9 ] - benitoit, K 2 Zr [Si 3 O 9 ] H 2 O paraumbit, BaZr [Si 3 O 9 ] - baziryt, K 2 Ti [Si 3 O 9 ] H 2 O umbit BaSn [Si 3 O 9 ] pabsyt.

47 Struktury cyklotrikrzemianów Ca 3 [Si 3 O 9 ] BaTi[Si 3 O 9 ]

48 Konformacje pierścieni 4 - członowych

hydroksycyklotetrakrzemiany: Sr 3 Ti [Si 4 O 12 ](OH) 2 2H 2 O ohmit, Ca 2 Cu 2

49 Cyklotetrakrzemiany - oksycyklotetrakrzemiany: Ba 4 Ti 4 (Ti,Nb) 4 [Si 4 O 12 ]O 16 - baotyt, Ba 4 V 2 [Si 4 O 12 ]O 2 - suzukit, Pb 8 [Si 4 O 12 ] O 4 - hydroksycyklotetrakrzemiany: Sr 3 Ti [Si 4 O 12 ](OH) 2 2H 2 O ohmit, Ca 2 Cu 2 Al 2 [Si 4 O 12 ] (OH) 6 papagoit, K 4 Sc 2 [Si 4 O 12 ](OH) 2. Ba 2 Cu 2 [Si 4 O 12 ]

50 Konformacje pierścieni 6 - członowych

51 Najczęściej występujące konformacje pierścieni 6 - członowych w krzemianach

52 Struktury cykloheksakrzemianów NaMg 3 Al 6 [Si 6 O 18 ](BO 3 ) 3 (OH) 4 turmalin Cu 6 [Si 6 O 18 ] 6H 2 O dioptas

53 Be Al 3 2 [Si 6 O ] beryl 18 akwamaryn, szmaragd, margonit

54 Cyklooktakrzemian Ba 10 Ca 2 Ti 2 [Si 8 O 24 ](O,Cl) 12 - muiryt

55 Na Y [Si O ] 36

56 Aniony dicyklokrzemianowe

Podobne dokumenty

1. Anion SiO 2. Monokrzemiany jednokationowe. 3. Monokrzemiany wielokationowe 4. Oksymonokrzemiany 5. Hydromonokrzemiany

1. Anion SiO 2. Monokrzemiany jednokationowe. 3. Monokrzemiany wielokationowe 4. Oksymonokrzemiany 5. Hydromonokrzemiany 1. Anion SiO 4-4 2. Monokrzemiany jednokationowe. 3. Monokrzemiany wielokationowe 4. Oksymonokrzemiany 5. Hydromonokrzemiany Wzór koordynacyjny Wartości parametrów Si : O Monokrzemiany [ SiO 4 ] 4- M =