1. Krzemiany glinu, glinokrzemiany i glinokrzemiany glinu. 2. Wiązanie Si-O i Al O, tetraedr SiO 4 a AlO 4 3. Podstawienie heterowalentne Si 4+ Al 3+

Transkrypt

1 1. Krzemiany glinu, glinokrzemiany i glinokrzemiany glinu. 2. Wiązanie Si-O i Al O, tetraedr SiO 4 a AlO 4 3. Podstawienie heterowalentne Si 4+ Al Rodzaje glinokrzemianów 5. Poliglinokrzemiany 6. Fylloglinokrzemiany

2 W określonych warunkach termodynamicznych pierwiastek podstawiający atom krzemu w danej strukturze tak, że zajmują statystycznie tę samą pozycję krystalograficzną stanowi część anionu krzemotlenowego. Najczęściej tym pierwiastkiem jest glin w koordynacji tetraedrycznej i wówczas mówimy o glinokrzemianie. Gdy glin występuje w koordynacji oktaedrycznej mówimy o krzemianie glinu, gdy zaś w obu o glinokrzemianie glinu. Energia dwóch mostków Si-O-Al jest niższa od sumy energii mostków Si-O-Si i Al-O-Al dlatego stosunek Si/Al w glinokrzemianach jest wyższy od 1 (reguła Loewensteina) a podstawienia mogą być uporządkowane.

3 Kation Si 4+ Kation Al 3+ Wiązanie Si-O Wiązanie Al-O Elektroujemność 1.8 (1.82) 1.5 (1.45) - - Jonowość [%] (43) 57.1 (54.5) Promień jonowy 0.26 (0.40) 0.39 (0.53) - - Długość wiązania (1.74) 1.74 (1.88)

4

5 Me + Al 3+ Si 4+ Me 2+ Al 3+ Si 4+ Me + 2Al 3+ Si 4+ Me 2+ Me 2+ 2Al 3+ Si 4+ Sposób podstawienia: 1. Statystycznie i niestechiometrycznie (roztwory stałe) 2. Stechiometrycznie nieuporządkowane krystalograficznie 3. Podstawienia stechiometryczne uporządkowane

6 1. Oligoglinokrzemiany (rzadkie) 2. Inoglinokrzemiany 3. Fylloglinokrzemiany 4. Tektoglinokrzemiany (bardzo rozpowszechnione)

7 Szereg izomorficzny melilitów (Ca,Na) 2 (Mg,Fe,Al)[(Si,Al) 2 O 7 ] Ca 2 Mg[Si 2 O 7 ] (akermanit) - Ca 2 Al[(Si,Al) 2 O 7 ] (gelenit)

8

9

10 CaMg[Si 2 O 6 ] diopsyd CaMg[Si 2 O 6 ] diopsyd (Ca,Na)(Mg,Al.)[(Si,Al) 2 O 6 ]-augit CaFe 3+ [SiAlO 6 ]- esseneit

11 CaMg[Si 2 O 6 ] diopsyd (Ca,Na)(Mg,Al.)[(Si,Al) 2 O 6 ]-augit

12 A + X 2 Y 5 [(Al,Si) 8 O 22 ](OH) 2 Dodatkowy ładunek ujemny wygenerowany podstawieniem Al3+ Si4+ może być kompensowany przez: wprowadzenie dodatkowych kationów Me+ w pozycji A (np. Na+), podstawienie kationu Me2+ kationem Me+ w pozycji X (np. Na+ Ca2+), podstawienie kationu Me2+ kationem Me3+ w pozycji Y (np. Al3+ Mg2+).

13 Ca 2 Mg 5 [Si 8 O 22 ](OH) 2 (tremolit) NaCa 2 Fe 4 Fe 3+ [Al 2 Si 6 O 22 ](OH) 2 Tschermakit

14 Ca2Mg3Al2[Al2Si6O22](OH)2 - Ca2Fe3(Al,Fe)2[Al2Si6O22](OH)2 NaCa2Mg5[AlSi7O22](OH)2 - NaCa2Fe5[AlSi7O22](OH)2 NaCa2Fe4Al [Al2Si6O22](OH)2 NaCa2Mg5[AlSi 7 O 22 ](OH) 2 - NaCa2Mg4Al[Al2Si6O22](OH)2 CaNaMg3Al2[AlSi7O22 ](OH)2 CaNaFe3Al2[AlSi7O22](OH)2 CaNaFe3Fe2[AlSi7O22](OH)2 NaCaNaMg3Al2[Al2Si6O22](OH)2-NaCaNaFe3Al2[Al2Si6O22](OH)2 NaCaNaMg3Fe2[Al2Si6O22](OH)2

15 [Si 4 ] 4- [Si 3 Al ] 5- [Si 2 Al 2 ] 6-

16 Serpentyny magnezowo-glinowe (Mg,Fe 2+ ) Al 2 [Si 2 Al 2 ](OH) 8 amesyt (Mg,Mn) Al 2 [Si 2 Al 2 ](OH) 8 kellyit (Fe 2+, Mg) (Al, Fe 3+ ) 2 [Si 2.5 Al 1.5 ](OH) 8 berthieryn Me 2+ 6-x Me3+ x [Si 4-x Al x ](OH) 8

17 dioktadedryczne - {Me 3+ 2 [Si 4 ](OH) 2 }0 bez kationów miedzypakietowych, - {Me 3+ 2 [Si 3 Al ](OH) 2 }- jeden kation Al 3+ na jednostkę strukturalną warstwy [Si 4 ], - {Me 3+ 2 [Si 2 Al 2 ](OH) 2 }2- dwa kationy Al 3+ na jednostkę strukturalną warstwy [Si 4 ], - {Me 3+ 2 [Si 4-x Al x ](OH) 2 }-x niestechiometryczna liczba kationów Al 3+ (x <1), - {(Me 2+, Me 3+ ) 2 [(Si,Al) 4 ](OH) 2 } (Me 2+,Me 3+ ) 2 (OH) 6 z warstwą gibsytową między pakietami. trioktaedryczne - {Me 2+ 3 [Si 4 ](OH) 2 }0 bez kationów miedzypakietowych, - {Me 2+ 3 [Si 3 Al ](OH) 2 }- jeden kation Al 3+ na jednostkę strukturalna warstwy [Si 4 ], - {Me 2+ 3 [Si 2 Al 2 ](OH) 2 }2- dwa kationy Al 3+ na jednostkę strukturalną warstwy [Si 4 ], - {Me 3+ 2 [Si 4-x Al x ](OH) 2 }-x niestechiometryczna liczba kationów Al 3+ (x <1), - {(Me 2+, Me 3+ ) 3 [(Si,Al) 4 ](OH) 2 } (Me 2+,Me 3+ ) 3 (OH) 6 z warstwą brucytową między pakietami.

18 XY 2-3 [T 4 ](OH,F) 2 Dioktaedryczne XY 2 [T 4 ](OH,F) 2 Trioktaedryczne XY 3 [T 4 ](OH,F) 2 Me + Al 2 [Si 3 Al ](OH) 2 Me + Mg 3 [Si 3 Al ](OH) 2 Me 2+ Al 2 [Si 2 Al 2 ](OH) 2 Me 2+ Mg 3 [Si 2 Al 2 ](OH) 2

19 Dioktaedryczne Trioktaedryczne Me + Al 2 [Si 3 Al ](OH) 2 Me + Mg 3 [Si 3 Al ](OH) 2 KAl 2 [Si 3 Al ](OH) 2 muskowit NaAl 2 [Si 3 Al ](OH) 2 paragonit KAl 1.5 (Mg,Fe) 0.5 [Si 3.5 Al 0.5 ](OH) 2 - fengit KMg 3 [Si 3 Al ](OH) 2 flogopit K(Mg,Fe) 3 [Si 3 Al ](OH) 2 biotyt KFe 3 [Si 3 Al ](OH) 2 annit Dioktaedryczne Miki kruche Trioktaedryczne Me 2+ Al 2 [Si 2 Al 2 ](OH) 2 Me 2+ Mg 3 [Si 2 Al 2 ](OH) 2 CaAl 2 [Si 2 Al 2 ](OH) 2 margaryt CaMg 2 Al[Si 2 Al 2 ](OH) 2 klintonit

20

21

22 [Si 4 ] 4- pirofilit, [Si 3 Al ] 5- muskowit, [Si 2 Al 2 ] 6- margaryt

23

24 dioktaedryczne {Me 3+ 2 [Si 4-x Al x ](OH) 2 }-x, trioktaedryczne gdzie x <1 dla smektytów {Me 2+ 3 [Si 4-x Al x ](OH) 2 }-x smektyty d (001) = Å

25 (montmorylonitach) (Ca,Na) 0.5 {Al 2 [Si 3.5 Al 0.5 ](OH) 2 } 4H 2 O (beidelit) Na 0.33 {Fe 2 [Si 3.67 Al 0.33 ](OH) 2 } 4H 2 O (nontronit) (Ca,Na) 0.33 {Mg 3 [Si 3.67 Al 0.33 ](OH) 2 } 4H 2 O (saponit) 11.8Å 9.6Å Kationy wymienne, polikationy,cząsteczki + H 2 O

26 Pakiet warstw 2:1 Pakiet warstw 2:1 Pakiet warstw 2:1 9.7 A 15.5 A Pakiet warstw 2:1 Pakiet warstw 2: A Pakiet warstw 2:1 Pakiet warstw 2:1

27 {Me 2+ 3 [Si 4-x Al x ](OH) 2 }-x 1< x <1.5 dla wermikulitów wermikulity d (001) = 14Å Dioktaedryczne (tylko rozproszone w glebach) Trioktaedryczne Mg 0.3 {(Mg,Al) 3 [Si 2.7 Al 1.3 ](OH) 2 } 4H 2 O (wermikulit) Mg 0.33 {Mg 2 (Fe,Al) [Si 3 Al ](OH) 2 } 4H 2 O (protowermikulit)

28 {X 2-3 [T 4 ](OH) 2 } {X 2-3 (OH) 6 } Pakiet 2:1 {Mg 3 [Si 4 ](OH) 2 } 0 Warstwa międzypakietowa {Mg 3 (OH) 6 } 0 {Mg 3 [AlSi 3 ](OH) 2 } - {Mg 2 Al[Al 2 Si 2 ](OH) 2 } - {Mg 2 Al(OH) 6 } +

29

30

31 (b)

32

33