硅酸鹽結(jié)構(gòu)與性能研究

1、 硅酸鹽結(jié)構(gòu)與性能研究 硅酸鹽結(jié)構(gòu)與性能研究童文龍（湖北師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程系 0203 班 435002）摘要 摘要: 硅酸鹽中硅和氧的結(jié)合力是一種主要的,具有決定意義的結(jié)合力，因此它們之間結(jié)合的方式在很大程度上決定了它們自己的性質(zhì)（硅氧四面體）,即在一定程度上決定于它們自己的數(shù)量關(guān)系（各種型式的硅氧骨干）本文將各種重要的硅酸鹽劃分為層型,鏈型 ,立體型等著眼于硅與氧的結(jié)合方式來(lái)進(jìn)行探討,對(duì)硅酸鹽的化學(xué)組成、物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)

2、識(shí)。關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞: 硅酸鹽, 硅氧骨干, 結(jié)合力, 結(jié)合方式, 結(jié)構(gòu) The silicate structure and performance studyingTong Wen-Long(Classes 0203 of chemistry of Hubei normal university and environmental engineering department 435002 )Abstract The cohesi

3、on of the silicon and oxygen is a kind of main one in the silicate, have cohesion of determining the meaning, so the way to combine between them has determined their own nature to a great extent (silicon oxygen tetrahedr

4、on), decide by they own quantitative relation (of different patterns backbone , oxygen of silicon , ) this text divide layers of type into of different importance silicate to a certain extent, the chain type, the three-d

5、imensional type waits for the combination way in the silicon and oxygen of eyes to carry on the discussion , know to the chemical composition , physical property and structure of the silicate.Keyword Silicate Silicon o

6、xygen backbone Cohesion Combine the way Structure硅酸鹽是化學(xué)成分復(fù)雜的無(wú)機(jī)化合物，氧和硅在地殼中分布相當(dāng)廣，O 分布量達(dá) 50%，Si 分布量達(dá) 25%，硅在地殼中存在的主要形式是硅酸鹽和硅石。很多無(wú)機(jī)非金屬材料都經(jīng)常用到一些天然礦物作原料，其中最重要的是硅酸鹽礦物，如長(zhǎng)石、高嶺土、滑石，鎂橄欖石等。因?yàn)樵诠杷猁}中，正離子，甚至負(fù)離子都可能被許多其它離子全部或部分取代，這樣形成的硅

7、酸鹽礦物相當(dāng)多，而硅酸鹽成分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)形式又很多，比較難分別，對(duì)實(shí)際應(yīng)用造成很大困難，本文對(duì)幾種重要硅酸鹽的結(jié)合方式進(jìn)行探討，較清晰地認(rèn)識(shí)了一些硅酸鹽。1 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)基本特點(diǎn) 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)基本特點(diǎn)由鮑林第一規(guī)則,rsi4+/ro2-=0.039/0.132 =0.295 在０.255～0.414 之間，CN=4，形成[SiO4]４－四面體rsi4++ro2-=0.171nm，實(shí)際為 0.160nm, 由于 Si4+電價(jià)高，半徑

8、小，極化力大，極化作用引起 O2-變形，使Si－O 間距離縮短，說(shuō)明 Si－O 間有相當(dāng)?shù)墓矁r(jià)鍵成分（50%） 。一般氧離子最多只能被 2 個(gè)[SiO4]４－四面體所共有，按鮑林第二規(guī)則，S=4/4=1，2=1*I，i=2，即每個(gè) O2-同時(shí)與兩個(gè) Si4+相連，或兩個(gè)[SiO4]４－四面體共頂相連，如果在結(jié)構(gòu)中，只有一個(gè) Si4+給 O2-提供一價(jià)，那么 O2-的另一個(gè)未飽和的電價(jià)將由其它正離子如 K+、Na+、Al3+、Mg2+、C

9、a2+等提供，這就形成了各不同類型的硅酸鹽。2 硅酸鹽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 硅酸鹽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)硅酸鹽的化學(xué)組成比較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)形式也比較多樣，這樣，在按硅酸鹽的化學(xué)組成對(duì)它們進(jìn)行分之處劈開成薄片。由[SiO4]彼此通過(guò)三個(gè)公共氧連接成位于一個(gè)平面上的六節(jié)環(huán)向二維空間延伸構(gòu)成硅氧層。在六節(jié)環(huán)的硅氧層中可取出一個(gè)矩形單位，a=0.52nm，b=0.90nm，結(jié)構(gòu)單元[Si4O10]4-，整個(gè)[SiO4]層化學(xué)式表示為[Si4O10]n4n-。對(duì)每一個(gè)[S

10、iO4]，其中三個(gè)氧又與另外 Si4+相連，只有一個(gè)活性氧，這個(gè)活性氧因價(jià)態(tài)未飽和，不穩(wěn)定，所以它可以同其它陽(yáng)離子相連接，如 Al3+、Mg2+、Ca2+、Fe2+、Li+、Na+、K+等。雙層結(jié)構(gòu)（單網(wǎng)層結(jié)構(gòu)）：一個(gè)八面體層+四面體層結(jié)構(gòu)，如高嶺石,三層結(jié)構(gòu)（復(fù)網(wǎng)層結(jié)構(gòu)）：一個(gè)八面體層和二個(gè)四面體層結(jié)構(gòu)，如滑石等。2.5 架狀硅酸鹽 架狀硅酸鹽[SiO4] 4-在三維方向通過(guò)橋氧相連，Si：O=1：2，可見，Si：O 由 1：4→1：

11、2，結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜。每個(gè)[SiO4] 4-中的 O2-均為橋氧，無(wú)活性氧，電價(jià)平衡，實(shí)際上是氧化物 SiO2。雖然都是以[SiO4] 4-連接成的架狀結(jié)構(gòu)，但[SiO4] 4-間連接方式不同，[SiO4] 4-中 Si4+可被 Al3+取代，形成[Al ] 2［SiO4］3， （Al+Si）：O=1：2，在這類硅酸鹽中石英是硅質(zhì)耐火材料及玻璃工業(yè)的主要原料，屬于架狀結(jié)構(gòu)的還有鋁硅酸鹽礦物，如霞石 Na[AlSiO4],長(zhǎng)石(K,Na)[

12、Al Si3O8]和沸石Na[AlSi2O6]·H2O 等。3 結(jié)語(yǔ) 結(jié)語(yǔ)通過(guò)對(duì)硅酸鹽的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類探討,總結(jié)了一系列硅酸鹽及其衍生物的結(jié)構(gòu),在工業(yè)生產(chǎn)中根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的需求對(duì)不同的硅酸鹽的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行改性就更容易,并能更快捷找到合適條件的硅酸鹽。這樣對(duì)工業(yè)生產(chǎn)及科研提供更快捷的平臺(tái)。參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)１.邵美成, 鮑林規(guī)則與鍵價(jià)理論, 北京:高等教育出版社 , 1993 ; 86~88２.徐光憲,王祥云 , 物質(zhì)結(jié)構(gòu)(第二