硅酸盐的结构(1)

1、.1 .2 硅酸盐指的是硅、氧与其它化学 元素（主要是铝、铁、钙、镁、 钾、钠等）结合而成的化合物的 总称。它在地壳中分布极广，是 构成多数岩石（如花岗岩）和土 壤的主要成分。自然界存在的各 种天然硅酸盐矿物约占地壳质量 的90%以上。 花岗岩猫头鹰 墨绿色花岗岩 硅酸盐的分布 .3 硅酸盐的溶解性 在硅酸盐中，仅碱金属盐能溶于水。 将Na2CO3与SiO2共熔可制得硅酸 钠，其透明的浆状溶液称作“水玻 璃”，俗称“泡花碱”。 与硅酸是多种多种多硅酸的混合物相 似，硅酸钠也是多种多硅酸钠的混 合物。因而在水玻璃中Na2CO3和 SiO2的物质的量不是固定的，它可 在一定范围内变动。工业上把水玻

2、 璃中SiO2和Na2O的摩尔比称作水 玻璃的“模数”。水玻璃是纺织， 造纸，制皂，铸造等行业。 除碱金属硅酸盐外，其他的硅酸盐均 不溶于水。 .4 硅酸盐的表示方法 硅酸盐的成分大多比较复杂，通常写成氧化物的形式。 氧化物的顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水 氧化物前系数的确定：除氧元素外，其他的元素按配置前后原子个数守 恒原则配置系数。 几种天然硅酸盐的化学式如下： 高岭土 Al2O32SiO22H2O 白云土 K2O3Al2O36SiO2 石棉 CaO3MgO4SiO2 正长石 K2OAl2O36SiO2 .5 硅酸盐结构的特点硅酸盐结构的特点 a.结构中 Si4+间没有直接

3、的键,它 们是通过O2-连接起来的; b.结构是以硅氧四面体为结构基础； c.每一个O2-只能连接2个硅氧四面 体; d.硅氧四面体只能共顶连接，而不 能共棱和共面连接。 .6 单聚硅酸根 单个的硅氧四面体，其中Si： O=1:4。 例如自然界中存在的橄榄石 MgMg2 2SiOSiO4 4就是这种正硅酸盐。 Si O O O O 正硅酸根正硅酸根 SiO44 橄榄石是镁橄榄石（Mg2SiO4）和 铁橄榄石（Fe2SiO4）系列的中品 种。 .7 二聚硅酸根二聚硅酸根 两个硅氧四面体通过共用一个两个硅氧四面体通过共用一个 氧原子氧原子连连结起来，结起来，其中其中SiSi： O=2:7O=2:7

4、（1:3.51:3.5）。）。 例如自然界中的钪硅石例如自然界中的钪硅石ScSc2 2SiSi2 2O O7 7， 异极矿异极矿ZnZn4 4SiSi2 2O O7 7(OH)(OH)2 2HH2 2O O 异极矿 .8 链聚硅酸根 常见有单链和双链两种，具有纤维状结构常见有单链和双链两种，具有纤维状结构 单链由硅氧四面体连结成无限长的链，相邻两个硅氧四面体共单链由硅氧四面体连结成无限长的链，相邻两个硅氧四面体共 用用 1 个氧原子。在无限长的链聚硅酸根中个氧原子。在无限长的链聚硅酸根中Si：O=1:3。通式为。通式为 SinO3n+1,带带2n+2个负电荷。个负电荷。 Si n O 3n +

5、 1 ( 2n + 2 ) .9 双链犹如两个单链相互 联结而成。其中Si： O=4:11. 阴离子硅酸根链之间分布 着带正电的金属离子，靠 静电引力使链结合在一起。 .10 石棉 石棉又称“石绵”，指具有高抗张强度、 高挠性、耐化学和热侵蚀、电绝缘和具 有可纺性的硅酸盐类矿物产品。它是天 然的纤维状的硅酸盐类类矿物质的总称。 石棉由纤维束组成，而纤维束又由很长 很细的能相互分离的纤维组成。石棉具 有高度耐火性、电绝缘性和绝热性，是 重要的防火、绝缘和保温材料。 不同种类的石棉，物理机械性质和化学 性质也都不同。石棉纤维长度一般为 350毫米，也有较长的。中国发现最 长的石棉纤维达2.18米，是目前世界上 最长的。 .11 蓝石棉 温石棉 .12 片状聚硅酸根 每一个硅氧四面体通过共用 3 个氧原子分别与邻近 3 个硅 氧四面体连结，形成片层状结构，片层之间靠金属离子的静电引 力结合在一起，如云母。 云母 KMg3(OH)2Si3 AlO10 .13 网络状聚硅酸根 网络状聚硅酸根：硅氧 四面休间通过共用 4 个氧 原子而组成各种三维网络 结构。如果在某个硅氧四 面体中有铝原子代替了硅 原子，形成的铝硅酸根网 络骨架中就带了负电荷， 因此在骨架的空隙中必须 有平衡骨架负电荷的阳离 子存在。如用作催化剂或 催化剂载体的沸石分子筛。 .14 分子筛