第二章2-硅酸盐结构.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,硅酸盐晶体结构,概述,岛状结构硅酸盐,锆石,橄榄石,环状结构硅酸盐,绿柱石,电气石,链状结构硅酸盐,辉石,硅灰石,角闪石,层状结构硅酸盐,蛇纹石,绿泥石,架状结构硅酸盐,霞石,沸石,概述,硅酸盐是传统陶瓷的主要原料，有些电子陶瓷也采用硅酸盐 原料。其结构复杂，种类繁多，占地壳总重量,75%,左右。,化学成分,阳离子元素有,57,种之多。阴离子部分除,SiO,4,4-,络阴离子及它们相互连接而成的一系列复杂络阴离子外，有时还存在,(OH),-,、,F,-,、,Cl,-,、,O,2-,以及附加阴离子。此外，还存在水分子,H,2,O,。,晶体化学特征,Si,4+,与,O,2-,结合时以四配位的形式最为稳定，键长,1.6,，所以在硅酸盐中它总是以配位四面体的形式出现于结构中。在结构化学上是用硅的,sp,3,杂轨道加以解释的，这四个杂化轨道形状相同，分别指向四面体的四个角顶，键角为,10928,16,，与相应的氧原子构成四个键力很强的,键。因此，硅酸盐 的结构中，总是将,SiO,4,4-,看成是一个不可分割的整体。,1,硅酸盐结构特点与分类,硅酸盐是数量极大的一类无机物。硅酸盐晶,体可以按硅（铝）氧骨干的形式分成岛状结,构、组群状结构、链状结构、层状结构和架,状结构。它们都具有下列结构特点：,1,）结构中,Si,4+,之间没有直接的键，而是通过,O,2-,连接起来的,2,）结构是以硅氧四面体为结构的基础,3,）每一个,O,2-,只能连接,2,个硅氧四面体,4,）硅氧四面体间只能共顶连接，而不能共棱,和共面连接,根据硅氧四面体在结构中的连接方式的不同，可以区分出下列五种类型的络阴离子，也可以说成是五种骨干。,岛状络阴离子：,常见的岛状络阴离子有单个,硅氧四面体,SiO,4,4-,或,双四面体,Si,2,O,7,6-,等，在结构中孤立存在。它们彼此间靠其它金属阳离子连接。此外,还有罕见的形式：一是,Si,3,O,10,8-,，它是由三个硅氧四面体连接而成的，在铍密黄石,(aminoffite),中存在；另一种是由五个硅氧四面体连接而成的,Si,5,O,16,12-,络阴离子,一个四面体居中，其四个角顶分别与其余四个硅氧四面体连接，仅在氯黄晶,(zunyite),存在。,环状络阴离子：,按环中四面体的数目，可分别称做,三联环,、,六联环,、,八联环,、,九联环,和,十二联环,。环内每一个四面体均以两个角顶分别与相今的两个四面体连接；环与之间则借助其它金属阳离子来维系。它们分别用,Si,3,O,9,6-,、,Si,4,O,12,8-,、,Si,6,O,18,12-,、,Si,8,O,24,16-,、,Si,9,O,27,18-,、,Si,12,O,36,24-,表示。,链状络阴离子：,有,单链,和,双链,等。单链中每个硅氧四面体以两个角顶分别与相邻的柄个硅氧四面体连接成一维无限延伸的连续链。其络阴离子可以用,Si,2,O,6,n,4n-,表示。双链相当于两个单链组合而成，例如角闪石族 中的双链,，,其络阴离子可以用,Si,4,O,11,n,6n-,表示。,层状络阴离子：,每一硅氧四面体均以三个角顶分别与相邻的三个硅氧四面体相边接，组成在二维空间内无限延展的层。例如滑石,Mg,3,Si,4,O,10,(OH),2,，,其络阴离子可以用,Si,4,O,10,n,4n-,来表示。,架状络阴离子：,每一硅氧四面体均以其全部四个角顶与相邻的四面体连接，组成在三维空间中无限扩展的骨架。此时，每个氧离子都是桥氧。,1,、岛状硅氧骨干,2,、环状硅氧骨干,孤立四面体,SiO,4,4-,两个硅氧四面体共用一个角顶构成双四面体,Si,2,O,7,6-,端氧,（活性氧）,桥氧,（惰性氧）,硅氧四面体彼此之间共用两个角顶构成封闭的环状,Si,n,O,3n,2n-,(n,3),三方环,Si,3,O,9,6-,、四方环,Si,4,O,12,8-,及六方环,Si,6,O,18,12-,3,、链状硅氧骨干,硅氧四面体彼此之间共用两个角顶构成一向延伸的单链,Si,2,O,6,4-,硅氧四面体部分共用两个角顶，部分共用三个角顶相互联接构成一向延伸的双链,Si,4,O,11,6-,硅氧四面体共用三个角顶构成二向延展的平面层状,Si,4,O,10,4-,4,、层状硅氧骨干,Al,的作用,Al,可以呈,4,配位，代替部分的,Si,4+,进入络阴离子，形成,铝硅酸盐,，如钠长石,NaAlSi,3,O,8,Al,可以呈,6,配位，存在于硅氧骨干之外，作为阳离子，形成,铝的硅酸盐,，如高岭石,Al,4,Si,4,O,10,(OH),8,Al,的,两种,配位形式可以同时存在于同一构造中，形成,铝的铝硅酸盐,，如白云母,KAl,2,AlSi,3,O,8,(OH),2,A1O,4,四面体为不稳定的配位形式，在结构中需要由,SiO,4,四面,体的支持，,只有在具有无限延伸的硅氧骨干,(,链、层、架,),的结构中，,Al,代,Si,才有可,能，而在具有架状硅氧骨干的硅酸盐中，,Al,代,Si,是必须的。,Al,代,Si,的,易难顺序如下、架状、层状、双链和和单链,。,在晶体结构，两个,AlO4,不能相连，,Al,代,Si,的数目不能超过硅氧骨,干中,Al,和,Si,的总数的一半。即,Al:Si,1:1,。,岛状结构,：,该结构中形成两种多面体，,SiO,4,四面体和,MO,6,八面体。,SiO,4,四面体呈周期性重复排列，,SiO,4,四面体的各顶角之间不直接连接，而是与,MO,6,八面体连接，即,SiO,4,四面体被,MO,6,八面体隔离，所以称岛状结构。典型岛状结构的硅酸盐有锆英石,ZrSiO,4,、橄榄石,Mg,2,SiO,4,、石榴子石,Mg,3,Al,2,SiO,4,3,以及莫来石、硅线石等,岛状结构硅酸盐,橄榄石,包括一组成分类似同属正交晶系的 。一般化学式为,X,2,SiO,4,。其,X,通常为,Mg,2+,、,Fe,2+,、,Mn,2+,等。,Mg,2+,和,Fe,2+,是最常见的组成部分，可以形成以,Mg,2,SiO,4,镁橄榄石,(forsterite),及,Fe,2,SiO,4,铁橄榄石,(fayalite),为两个端员组份的完全类质同象系列。其中间成员，是最常见的所谓橄榄石。,化学组成,:,Olivine (Mg,Fe),2,SiO,4,结构特点,:,正交晶系；,晶体结构,表现为,SiO,4,4-,由金属阳离子,Mg,2+,Fe,2+,连接起来。氧离子近似成六方紧密堆积，八面体空隙被二价阳离子占据。,物理性质,:,灰橄榄绿色；玻璃光泽。硬度,6,7,，,比重随成分不同而变化大。,鉴定特征,:,以其黄绿色、粒状、解理性差、难熔特征。,橄榄石是地幔岩的主要组成 之一,随温度压力条件的增加,其结构将变为,beta,相,gamma,相。,橄榄石,Olivine,（,Mg,Fe),2,SiO,4,橄榄石是组成上地幔的主要成分，也是陨石和月岩的主要 成分。它作为主要造岩矿物，常见于基性和超基性火成岩中。镁橄榄石还可产于镁夕卡岩中。橄榄石受热液作用蚀变变成蛇纹石。透明色美的橄榄石可作宝石,岛状结构硅酸盐,蓝晶石族,蓝晶石族,的化学成分为,Al,2,SiO,5,，它有三种同质多象变体：,蓝晶石,红柱石和矽线石,。其共同点是硅均与氧结合成硅氧四面体，有半数的铝与氧结合成铝氧配位八面体。此种配位八面体彼此共棱，形成平行于,c,轴的链。另半数,Al,的配位情况完全不同。蓝晶石中另半数,Al,仍为六配位，形成平行于,c,轴的铝氧配位八面体链；在矽线石中，则形成铝氧配位四面体，与硅氧四面体相间连接成链。但所有的四面体均位于链的一侧。在红柱石中，另半数,Al,为五配位，形成了特殊的三方双锥形配位多面体。,由于这三个结构中都有平行于,c,轴的铝氧配位八面体链存在，因而,c,O,的参数很为接近；并且沿,c,轴方向的键力也很强。,Al,2,SiO,5,的同质多象变体,蓝晶石,红柱石,矽线石,岛状结构硅酸盐,蓝晶石,化学组成,:,Kyanite Al,2,SiO,5,。,结构特点,:,三斜晶系；,物理性质,:,一般呈蓝色，玻璃光泽，,100,解理完全；,010,倭理中等到完全；硬度度,5.57,，表现出极其显著的各向异性，故蓝晶石又名三硬石。比重,3.533.64,。,鉴定特征,:,根据其颜色，硬度的各向异性以及形态。,岛状结构硅酸盐,石榴石族,化学组成,:,一般化学式为,X,3,Y,2,SiO,4,表示，其中,X,代表二价阳离子，主要为,Ca,2+,、,Mg,2+,、,Fe,2+,、,Mn,2+,等；,Y,代表三价阳离子，主要为,Al,3+,、,Fe,3+,、,Cr,3+,等。类质同象广泛存在。分成两个系列：,镁铝榴石,Mg,3,Al,2,SiO,4,3,铝系,铁铝榴石,Fe,3,Al,2,SiO,4,3,锰铝榴石,Mn,3,Al,2,SiO,4,3,钙铝榴石,Ca,3,Al,2,SiO,4,3,钙系,钙铁榴石,Ca,3,Fe,2,SiO,4,3,钙铬榴石,Ca,3,Cr,2,SiO,4,3,岛状结构硅酸盐,石榴石族,结构特点,:,结构中二价阳离子作八配位，形成畸变配位立方体，三价阳离子作六配位。这一结构很紧密，各方向的键力很少有差异,晶体形态,:,晶形常呈菱形十二面体、四角三八面体，或二者之聚形,。,通常在富,Ca,岩石,(,如矽卡岩,),中，多形成钙系石榴子石,以菱形十二面体为主；而在富,Al,岩石中，多形成铝系石榴子石，往往呈四角三八面体晶形。,岛状结构硅酸盐,符山石,化学组成,:,Vesuvianite,Ca,10,(Mg,Fe),2,Al,4,SiO,4,5,Si,2,O,7,2,(OH,F),4,结构特点,:,四方晶系；结构类似石榴石,但含有单四面体和双四面体两种络阴离子。,晶体形态,:,常,呈四方柱状晶形。,物理性质,:,褐,黄等色；玻璃光泽。硬度,6,7,；比重,3.33,3.43,。,鉴定特征,:,四方柱状晶形。,环状结构硅酸盐,绿柱石,化学组成,:,Beryl Be,3,Al,2,Si,6,O,18,常含有碱金属和,H,2,O,。,结构特点,:,六方晶系，,结构中,硅氧四面体组成六联环，环与环之间借,Be,2+,、,Al,3+,相联。,Be,2+,作四配位，形成扭曲了的铍氧四面体，,Al,3+,作六配位，形成铝氧八面体。绕,c,轴方向，上下叠置的六联环错开一定角度。上下叠置的环仙，形成了一个巨大的通道，大的阳离子如,K,+,、,Cs,+,，以及,H,2,O,分子即可赋存其中。,晶体形态,:,单晶体呈柱状，通常发育完整。,物理性质,:,呈不同色调的绿色，翠绿色的亚种称祖母绿,(emerald),，,蔚蓝色的亚种称海蓝宝石,(aquamarine),，,玻璃光泽，硬度,7.58,比重,2.662.83,。,鉴定特征,:,以其六方柱状形态和柱面上具纵为特征。,环状结构硅酸盐,电气石,(,续,),晶体形态,:,单晶体呈短柱状，长柱状甚至针状。,物理性质,:,黑电气石一般呈绿黑色至深黑色；锂电气石常呈玫瑰色、蓝色或绿色，也有呈无色者，镁电气石的颜色变化于无色到暗褐色之间。玻璃光泽。硬度,7,，无解理，电气石还有明显的压电性和焦电性。,鉴定特征,:,柱状形态，柱面上有纵纹、横切成量弧线三角形、无解理和高硬度作为特征。,链状结构,硅氧四面体通过公共氧连接组成向一维延伸，组成连续的链,:,单链和双链。,如图所示，在单链中，,每个,SiO4,四面体上有,2,个非活性氧（桥氧）,和活性氧。链中是以,Si,2,O,6,4-,为结构单元,不断重复而成，故,单链结构单元的化学式,应写为,Si,2,O,6,n,4n-,。,如透辉石,CaMgSi,2,O,6,结构。,链状结构硅酸盐,辉石族,化学组成,:,化学式为,W,1-p,(X,Y),1+,p,Z,2,O,6,其中,W=Ca,2+,、,Na,+,;X=Mg,2+,、,Fe,2+,、,Mn,2+,、,Ni,2+,、,Li,+,;Y=Al,3+,、,Fe,3+,、,Cr,3+,、,Ti,4+,、,Z=Si,4+,、,Al,3+,。在结构中,Z,作四配位，与,O,2-,组成辉石型链状络阴离子。,X,和,Y,一般作六配位，占据较小的空隙。,W,是较大的阳离子，在结构中占据较大的空隙。,结构特点,:,辉石的晶体结构，最突出的地方是每一硅氧四面体均以两个角顶与相邻的硅氧四面体连接，形成沿一个方向无限延伸的单链，链与链之间借,Mg,、,Fe,、,Ca,、,Al,等金属离子相连。链的方向即,c,轴的方向。链上的重复周期约,5.2,。链与链之间有两种不同大小的空隙，小者记为,M,1,，大者记为,M,2,。如果阳离子大小相当，则任意占据某一空隙,;,若不等，则大阳离子占据,M,2,，,Na,、,Ca,即如此，而,Mg,、,Fe,则占有,M1,。,翡翠的,A,货、,B,货和,C,货的含意：,A,货：,是指未经任何人工化学处理的天然翡翠货品，成分、结构、颜色、透明度均保持自然状态的属性，仅通过机械加工改变了形状的翡翠。,B,货：,指本来是低档翡翠，经强酸处理漂洗，去除杂质杂色，保留了绿色、紫色，再用环氧树脂固结，颜色、玉质是天然的（真的），但结构已被破坏的翡翠，较长时间后，其色、质均会变差。,C,货：,指经过人工添加外来染料或药品处理后的翡翠及其成品，玉质是真的，颜色是人工加入的,翡翠,Jadeite,是一种以硬玉为主的纤维状、致密块状的钠铝硅酸盐 集合体，化学分子式为,NaAlSi,2,O,6,链状结构硅酸盐,硅灰石,化学组成,:,Wollastonite Ca,3,Si,3,O,9,少量,Fe,、,Mn,和,Mg,可置换,Ca,。,结构特点,:,硅灰石结构,中的单链不同于辉石型单链。它可以视为硅氧双四面体与硅氧四面体交替地连接而成，链的延伸方向与,b,轴平行。络阴离子为,Si,3,O,9,6-,。,Ca,2+,与,O,2-,形成配位八面体，以共棱的方式相连，也形成平行于,b,轴的链。两个钙氧配位八面体的长度相当。,物理性质,:,白色或灰白色，玻璃光泽，硬度,4.55,，比重,2.863.09,。,鉴定特征,:,以其浅色、纤维状形态为特征。,链状结构硅酸盐,角闪石族,化学组成,:,化学式为,W,0-1,X,2,Y,3,Z,8,O,22,(OH,F),2,。硅氧四面体构成一向延长的双链结构。链与链之间借助阳离子连接。其中,W,为大阳离子,如,K,+,或,Na,+,等,占有,A,位,;Y,阳离子,(Mn,2+,、,Fe,2+,、,Mg,2+,、,Fe,3+,、,Al,3+,和,Ti,4+,等,),占据,M1,M2,和,M3,晶位,它们均作六配位构成配位八面体,且彼此共棱连接平行,c,轴,M,1,和,M,3,配位八面体由,4O+2(OH,F),组成，,M,2,配位八面体由,6O,组成,;X,阳离子,(Ca,2+,、,Na,+,、,Mn,2+,、,Fe,2+,、,Mg,2+,、,Li,+,),占据,M4,位置,当,Mn,2+,、,Fe,2+,和,Mg,2+,占有该晶位时，配位多面体为畸变的八面体,如果是,Ca,2+,和,Na,2+,等较大的阳离子占有该晶位时，则作八配位。,Z,代表四面体中的,Si,4+,和,Al,3+,。结构中,(OH),-,位置有时可被,F,-,或,Cl,-,所置换。,角闪石族硅酸盐的化学组成极其复杂，是已知最为复杂者之一。,链状结构硅酸盐,典型链状硅酸盐,:,透闪石,Tremolite Ca,2,Mg,5,Si,4,O,11,2,(OH),2,阳起石,Actinolite Ca,2,(Mg,Fe),5,Si,4,O,11,2,(OH),2,普通角闪石,Hornblende (Ca,Na),23,(Mg,Fe,Al),5,Si,3,(Si,Al)O,11,2,(OH,F),2,具有相似的化学成分,络阴离子,Si-O,骨干,阳离子：,Mg,、,Fe,、,Ca,、,Na,、,K,绝大多数为单斜晶系，少数为斜方晶系,晶体沿链间发育为柱状、针状、纤维状,颜色类似、硬度较大（,5-6,）皆发育两组柱面解理,形态上 角闪石的柱状更明显、更长,晶体横断面 辉石：呈假八边形,角闪石：假六边形或假菱形,附加阴离子 辉石：无,角闪石：,OH,成因产状,岩浆作用：辉石超基性,-,基性岩，形成早,角闪石产于中酸性岩，形成晚,变质作用：辉石形成于深变质,角闪石变质程度较低。,辉石族,角闪石族,的,异同点,不同点,相同点,层状结构：,一层一层的结构，每层结构由两种多面体层构成，其中一层是硅氧四面体层，另一层为八面体层。硅氧四面体通过,3,个公共氧连接成在二维平面内延伸的具有六节环的氧四面体层，另一个活性氧则可以和其它离子配位而形成一个整体,结构。从硅氧四面体层中,可以取出矩形,Si,4,O,10,4,结构,单元。滑石,Mg,3,Si,4,O,10,(OH),2,、,高岭石,Al,4,Si,4,O,10,(OH),8,和,白云母,KAl,2,AlSi,3,O,10,(OH),2,均,具有这种结构。,p.176,2-1-70,层状结构硅酸盐,概 述,凡是硅氧四面体以三个角顶彼此相连，同时又分布在一个平面内的硅酸盐 ，都属于层状结构硅配盐。,硅氧四面体通过位于同一平面上的桥氧在两度空间内相互连接所形成的结构单位，叫做,结构片,简称片,(sheet),结构片内位于同一平面内的质点构成,结构面，简称面,(plane),。,结构片底面上所有的氧都是桥氧，电荷都已达到平衡。尖端的一个氧，尚有一个单位的负电荷未得到中和，为活性氧,(,自由氧,),，它必需与片外的其它阳离子相接。由自由氧离子所形成的结构面，呈六边形网格，与之相配位的其它阳离子，其半径大小必须能适应此种网格的大小，才能构成晶格并使之稳定。符合此要求的是,Mg,2+,、,Fe,2+,、,Al,3+,、,Li,+,、,Fe,3+,等。这些离子作六配位，与氧形成配位八面体，彼此共棱相接构成,八面体片,。,层状结构硅酸盐,概 述,(,续,),八面体片与硅氧四面体片连接成,结构层，简称层,(layer),。,每个六联环里，最多只能有三个,Me,离子。如三个位置上均有阳离子占位时，则称做,三八面体型,；如果只有两个位置被占时，则称做,二八面体型,。前者限于二价阳离子,Mg,2+,、,Fe,2+,等；后者限于三价阳离子,Al,3+,、,Fe,3+,等。,八面体片中的每个八面体，如果是由,Me-O,2,(OH),4,组成，说明结构层仅由一个四面体片和一个八面体片所构成，用,1:1,型或,-,型,表示,如高岭石,蛇纹石族等,;,如果八面体片中的每个八面体是由,Me-O,4,(OH),2,组成，在每个八面体的上下，均有一个指向相反的四面体与之相连，,构成,2:1,型或,-,-,型,结构层，云母族和蒙脱石皂石族属之。,层间域,结构单元在垂直网片方向周期性地重复叠置而成 的空间格架，而在结构单元层之间存在着空隙称层间域。,如果结构单元层内部电荷已达平衡则在层间域中无其他阳离子存在，也很少吸附水分子或有机分子,，如高岭石、叶腊石等 的结构；,如果结构单元层内部电荷未达平衡，即尚存在一定的层电荷，如,Na,K,Ca,等充填，还可以吸附一定量的水分子或有机分子,，如云母、蒙脱石等 结构，层间域中不同离子的存在或分子吸附，将影响晶配参数和物理性质,粘土,定义：,粒级达,粘土级,（,2m,）,的,层状,含水铝,硅酸盐,不饱和电荷,大表面积,粘土中的水,膨润性,吸附性及吸附离子的交换性,催化性,可塑性,1,、膨润性,粘土 因吸水而体积膨大的性质,2,、吸附性及吸附离子的可交换性,3,、粘土 的可塑性,4,、粘土 的催化性,层状结构硅酸盐,高岭石,化学组成,:,Kaolinite,Al,4,Si,4,O,10,(OH),8,晶体形态,:,单晶体呈菱形片状和六方片状。,物理性质,:,纯者白色，硬度,。比重,2.612.68,。,鉴定特征,:,根据其呈土状、硬度低、具可塑性等易于鉴别。,层状结构硅酸盐,滑石,化学组成,:,Talc Mg,3,Si,4,O,10,(OH),2,晶体形态,:,偶见假六方或菱形的片状单晶体。,物理性质,:,无色透明或白色，硬度,1,，,001,解理完全，比重,2.582.83,能耐火。,鉴定特征,:,低硬度，有滑感，较浅的颜色以及片状形态。,层状结构硅酸盐,叶腊石,化学组成,:,Pyrophyllite,Al,2,Si,4,O,10,(OH),2,晶体形态,:,单晶体很罕见。,物理性质,:,纯者白色，硬度,12,，,001,解理完全，具滑腻感。比重,2.652.90,。,鉴定特征,:,以硬度低、颜色浅、有滑感为特征。,印章石,田黄石,鸡血石,层状结构硅酸盐,云母族,化学组成,:,化学式可用,XY,23,Z,4,O,10,(OH,F),2,通式表示，式中,X,主要是,K,+,，,次为,Na,+,，,也可有少量的,Ca,2+,、,Ba,2+,、,Rb,+,、,Cs,+,、,H,3,O,+,等,;Y,主要,Mg,、,Al,和,Fe,，,也可以有,Mn,、,Li,、,Cr,、,Ti,等离子。,典型 种,:,金云母,Phlogopote,KMg,3,Si,3,AlO,10,(OH,F),2,黑云母,Biogtite,K(Mg,Fe),3,Si,3,AlO,10,(OH,F),2,羟铁云母,Annite,KFe,3,Si,3,AlO,10,(OH,F),2,三者构成类质同象系列。,白云母,Muscovite KAl,2,Si,3,AlO,10,(OH,F),2,层状结构硅酸盐,绿泥石,化学组成,:,Chlorite(Mg,Al,Fe),6,(Si,Al),4,O,10,(OH),8,通式中前半部分相当于滑石层，后半部分相当于水镁石层，二者相间排列，即构成绿泥石结构。,架状结构硅酸盐,概 述,架状结构硅酸盐 的结构特征是每个硅氧四面体的所有四个角顶，均与毗邻的硅氧四面体共顶。,当结构中有,Al,3+,置换,Si,4+,时，会出现多余的负电荷。负电荷的出现，必须要有阳离子来进行中和，最常见的阳离子是,K,+,、,Na,+,、,Ca,2+,、,Ba,2+,Gs,+,、,Rb,+,、,NH,4+,等。在岛状、链状、层状结构硅酸盐中，常见的具有六配位的,Mg,2+,、,Fe,2+,、,Mn,2+,、,Al,3+,、,Fe,3+,等离子，在架状结构硅酸盐中已经退居次要地位。,架状结构硅酸盐中，因受铝氧四面体不相容原理的制约，,Si,被,Al,置换的量是有限的，难以超过总数的一半，通常为,1/4,或,1/3,。这一原理指的是在一个结构中两个铝氧四面体不能相互共顶。,架状结构硅酸盐,长石族,化学组成,:,主要组份有,:,钾长石,KAlSi,3,O,8,Or,钠长石,NaAlSi,3,O,8,Ab,钙长石,CaAl,2,Si,2,O,8,An,钡长石,BaAl,2,Si,2,O,8,Cn,在高温条件下，,Or,和,Ab,可以形成完全类质同象系列，但在低温条件下则只形成有限的类质同象。钾长石与钠长石的类质同象称为碱性长石。碱性长石里一般含,An,不超过,510%,，,Ab,中所含的,An,数略大于,Or,中所能含的,An,数。,Ab,与,An,也能形成类质同象，构成,斜长石,系列。,架状结构硅酸盐,长石族,结构特点,:,长石的结构中的四个面体,TO,4,（,T,代表,Si,或,Al,）,相互共顶，形成一个,四联环,。四联环与四联环又相互共用角顶，连接成曲轴状的链，平行于,a,轴伸展，链与链之间，又以桥氧相接，形成整个三维的骨架。,主要 种,:,透长石,Sanidine,正长石,OrthoclaseKAlSi,3,O,8,微斜长石,Microcline,斜长石,(,钠长石,_,奥长石,_,中长石,_,拉长石,_,培长石,_,钙长石,),钡长石,BaAl,2,Si,2,O,8,正长石,Orthoclase,正长石的化学组成是,KAlSi,3,O,8,，晶体属单斜晶系的架状结构硅酸盐 。正长石是钾长石的亚稳相变体，钾长石和钠长石不完全类质同象系列。,短柱状或厚板状晶体，常见卡斯巴双晶、巴温诺双晶和曼尼巴双晶，集合体为致密块状。肉红或浅黄、浅黄白色，玻璃光泽，解理面珍珠光泽，半透明。两组解理（一组完全、一组中等）相交成,90,。摩氏硬度,6,，比重,2.56-2.58,。,900,以上生成的无色透明长石称透长石。,正长石广泛分布于酸性和碱性成分的岩浆岩、火山碎屑岩中，在钾长片麻岩和花岗混合岩以及长石砂岩和硬砂岩中也有分布。正长石是陶瓷业和玻璃业的主要原料，也可用于制取钾肥。,斜长石,Plagioclase,斜长石属于,NaAlSi,3,O,8,（,Ab,）,-CaAl,2,Si,2,O,8,（,An,）类质同象系列的长石 的总称，共分为,6,个 种：钠长石、奥长石、中长石、拉长石、倍长石和钙长石。,晶体属三斜晶系的架状结构硅酸盐 ，多为柱状或板状，常见聚片双晶，在晶面或解理面上可见细而平行的双晶纹。白至灰白色，有些呈微浅蓝或浅绿色，玻璃光泽，半透明。两组解理（一组完全、一组中等）相交成,8624,，故得名斜长石。摩氏硬度,6-6.5,，比重,2.6-2.76,。,斜长石广泛分布于岩浆岩、变质岩和沉积碎屑岩中。斜长石是陶瓷业和玻璃业的主要原料，色泽美丽者可作宝玉石材料，如日光石,架状结构硅酸盐,霞石,化学组成,:,Nepheline Na,2,KAlSiO,4,晶体形态,:,单晶体呈柱状,板状习性。,物理性质,:,灰白,灰色，玻璃光泽,比重,2.562.66,硬度,5.56,。,鉴定特征,:,似长石,:,组份类似长石,但,Si:Al,比值不是碱性长石中的,3:1,而是低于该比值的无水架状结构硅酸盐 。如霞石,白榴石等。,架状结构硅酸盐,白榴石,化学组成,:,Leucite KAlSi,2,O,6,部分,K,可以被,Na,或,Ca,所置换。,晶体形态,:,高温,相当结晶成四角三八面体,211,，偶而还可与立方体或菱形十二面体相聚而成聚形。,物理性质,:,白色或无色，有时带淡黄色、肉红色或灰色；玻璃光泽或光泽暗淡。硬度,5.56,；,110,解理极不完全。比重,2.472.50,。,鉴定特征,:,白榴石色浅，经常呈完好的四角三八面体晶形，产于碱性火山岩中。,架状结构硅酸盐,沸石族,沸石族 受热时，有沸腾现象，因而得名。,化学通式为：,M,x,D,y,Al,x+2,Si,n-(x+2y),O,2n,mH,2,O,，式中,M,代表,Na,+,、,K,+,等一价阳离子；,D,代表,Mg,2+,、,Ca,2+,、,Sr,2+,、,Ba,2+,等二价阳离子。式中有部分的,Al,可被,Fe,3+,所置换。,沸石结构中有许多管道和空腔，水分子则位于此处。化学式中的水分子数,m,，一般是,n/2mn,。,m,的高低反映了结构中空隙体积与整个结构体积间的关系。沸石水的性质在某种程度上类似于层状结构硅酸盐 中的层间水，可以因外界环境的改变而改变，既可得，也可失，得或失对整个结构影响不大。,沸石晶体结构中的几种笼,架状结构硅酸盐,沸石族,脱水后的沸石，其结构好象是疏松多孔的海绵体，具有很强的吸附性，除了能吸附水分子外，还能吸附一些有机分子或其它物质，所以可用作清洁剂以去除某些混入物。,沸石多为无色或白色，因含杂质而染成其它颜色。或因阳离子交换后，有色素离子的进入而染色。有的沸石有发光性。比重轻，一般在,1.92.3,间，个别含,Ba,、,Zn,等元素的沸石，比重较大。,已知天然沸石大约有,36,种，人造沸石已经超过,100,种。,主要种属有,:,方沸石,(analcime),、斜发沸石,(clinoptilolite),、片沸石,(heulandite),、浊沸石,(laumontite),和钙交沸石,(phillipsite),等五种,;,其次为菱沸石,(chabasite),、毛沸石,(erionite),、丝光沸石,(mordenite),、钠沸石,(natrolite),、斜钙沸石,(wairkite),等。,