chap13 含氧盐(一)(1)：硅酸盐总论.ppt

1、第九章 含氧盐矿物大类Salt with Oxygen,1. 概念与骨干结构： 含氧酸根的络阴离子团与金属阳离子所组成的盐类化合物。 络阴离子团构成：半径小电荷高的中心阳离子O2- 络阴离子团 团内键力远大于O2-与外部阳离子的键力（以离子键为主）。 络阴离子团形状：四面体、平面三角形等形状，半径大。 2. 离子晶格特性：常为玻璃光泽，少数为金刚光泽、半金属光泽，不导电，导热性差。无水的具较高硬度和熔点，一般不溶于水。 3. 分类：据络阴离子团种类分为： 硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐、钨酸盐、钼酸盐、硼酸盐、铬酸盐、硝酸盐等。,一 含氧盐矿物概述,概 念：硅酸根与金属阳离子组

2、成的化合物。 矿物种数：600，占已知矿物1/4 地壳分布：85WB%，三大类岩石(岩浆岩、变质岩、沉积岩)的主要造岩矿物。 资源属性：碱金属、Be、B、Zr等金属、非金属（石棉、滑石、云母、高岭石、沸石）和宝石矿物原料。,二 硅酸盐矿物 SILICATES,（一) 概述,络阴离子SiO44-。 附加阴离子少数有（OH）、F 、Cl 、O2-、CO32 、SO42 、PO43 水 H2O、OH、（H3O）+ 阳离子约40种，惰气型和过渡型,（二) 晶体化学,1. 化学组成,2. 硅氧骨干型式,（1）岛状 单四面体SiO4 、双四面体Si2O7 （2）环状 三方环、四方环、六方环 （3）链状 单

3、链 、 双链 （4）层状 （5）架状,（1）岛状 单四面体SiO4，Si/O=1/4， 例：橄榄石(Mg,Fe)2SiO4 双四面体Si2O7，Si/O=1/3.5， 例：异极矿Zn4Si2O7(OH)2H2O,2. 硅氧骨干型式,（2）环状 Si/O=1/3 三方环Si3O9，例：硅酸钡钛矿 复三方环Si6O18，例：电气石 四方环Si4O12，例：包头矿 六方环Si6O18，例：绿柱石,2. 硅氧骨干型式,（3）链状 单链，Si/O=1/3 二重单链Si2O6，例：透辉石 三重单链Si3O9，例：硅灰石 五重单链Si5O15，例：蔷薇辉石 双链 ， 闪石 Si/O=1/2.75 例：透闪石

4、 Ca2Mg 5Si4O112（OH）2,2. 硅氧骨干型式,2. 硅氧骨干型式,Si2O64-,2. 硅氧骨干型式,Si4O116-,（4）层状 Si/O=1/2.5 惰性氧/桥氧； 活性氧/端氧 例：滑石Mg 3Si4O10（OH）2 鱼眼石KCa4 Si4O102 F-8H2O,2. 硅氧骨干型式,滑石,鱼眼石,Si4O104-,桥氧,端氧,（5）架状 Si/O=1/2， 例： 钾长石KAlSi3O8 钙长石CaAl2Si2O8 白榴石KAlSi2O6 方钠石Na8AlSi3O86Cl2 思考： 1.架状骨干中，必须有部分Si4+被Al3+所代替？ 2.架状硅酸盐中的阳离子，都是低电价、

5、大半径、高配位数的离子，有时含附加阴离子和水分子？,2. 硅氧骨干型式,方柱石,方钠石,（1）络阴离子团内：铝硅酸盐aluminosilicate AlIV（Al Si类质同象），如钾长石KAlSi3O8 （2）络阴离子团外阳离子：铝的硅酸盐aluminum silicate AlVI：高岭石 （3）络阴离子团内、团外：铝的铝硅酸盐：白云母 AlVI+ AlIV RSi4+/RO2-=0.29、 RAl3+/RO2-=0.419，鲍林离子半径比四面体配位范围0.255-0.414，前者四次配位，后者阴阳离子半径比值在0.414相近，所以，Al既可以四次配位，也可以六次配位。 AlIV代替Si难

6、易排序：单链、双链、层、架 ，AlIV / Si 11 AlO价键力（或键强）小于SiO键键强，因此，AlO4四面体比SiO4四面体不稳定，且体积也大于SiO4四面体，所以AlO4四面体要靠SiO4四面体联接起来才稳定。,3. 铝的作用,几个完全类质同象系列： 橄榄石系列Mg2+2SiO4Fe2+2SiO4 石榴石系列A3B2SiO43 铁铝榴石系列：(Mg,Fe,Mn)3Al2SiO43 钙铁榴石系列：Ca3（Al,Fe,Cr,V,Zr）2SiO43 单斜辉石系列CaMgSi2O6CaFeSi2O6 斜长石系列NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8,4. 类质同象ISOMORPHISM,从

7、岛状环状链状层状架状，不同大小的离子的代换范围依次减小。,1. 形态 取决于硅氧骨干的型式和其他阳离子配位多面体，特别是AlO6八面体的连结方式。 （1）岛状三向等长：石榴子石、橄榄石等。 AlO6对晶体习性有很大的影响： 如蓝晶石100的板状晶体是与结构中AlO6八面体联结成层有关； 红柱石、绿帘石的柱状晶体与结构中AlO6八面体链有关。 （2）环状柱状（往往属六方或三方晶系）：绿柱石、电气石。 （3）链状柱状或针状：辉石、角闪石、硅灰石。 （4）层状板状、片状、鳞片状：云母、葡萄石。 （5）架状形态决定于架内化学键的分布。 如：钠沸石中有较强的链柱状。 长石中平行a轴和c轴有较强的链平行a轴或c轴的柱状。,（三) 形态物性,（1）一般为浅色或无色,玻璃、金刚光泽，透明；硬度较高（仅次于无水氧化物，但层状骨干者很小，为什么？从层键和层间阳离子性质考虑。） （2）解理与硅氧骨干形式和 AlO6八面体的联结有关: ？请自己归纳。 （3）相对密度与结构形式和化学成分有关。 ？请自己归纳。（从结构紧密度和含水情况考