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第二章硅酸盐晶体结构
Chapter 2 Crystal Structure of Silicates
第一节硅酸盐结构的一般特点及分类
\硅酸盐结构的特点
(1)构成硅酸盐的基本 结构是［SiCLJ四面体，Si4+ 位于四面体中心，0,位于 四面体角顶；
Si— nm,
电负性差D = 1・7,说明Si—
O键并非纯离子键结合，而
是具有相当高的共价键成分, 离子鏈和共价键大珀各占一 半。
最多只能被两个 [SO4]所共有。
(3) [SiO4]可以 相互孤立地存在或 通过共顶相互连接, 如果以共棱或共面 方式相连，将造成 结构不稳定性。
月、
\ /
#
■ (4) [SiO4]中O—Si—O的结合键不是一条直线, 而是一折线(=145° )0
(5)在程酸盐晶抵中，除了硅和氧以外，组成 中还含有其他阳离子多达50多种，因此其结构十 分复杂。常发生同晶取代。
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(6)在硅酸盐晶体 中，对于每个硅氧
四面体之中的氧， 又可分为桥氧和非 桥氧。
•桥氧、非活性氧： 两个［SO4］四面体 之间共用的氧离子。
•非桥氧、活性氧、 自由氧：只与一个 ［SiO4］四面体中的 Si4+配位的氧。
•二、分类
硅酸盐晶体种类繁多，是构成地壳的主要矿 物，也是水泥、普通陶瓷、玻璃、耐火材料等传 统硅酸盐工业的主要原料。各种硅酸盐晶体结构 共同的特点是结构中都含有硅氧四面体［SiO4］, 硅酸盐晶体结构就是以这些［SiO』作为基本结构 单元，由它们相互连接构筑起来的，并且它们之 间的不同连接方式，就决定了硅酸盐晶体的结构 类型，分为：岛状、组群状、链状、层状和架状。 硅酸盐晶体种类归纳于下表。
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硅酸盐晶体的结构类型
! Lsm 申构八土冥用｛尸数
形狀
络阴瓷子
Si 2
实側
岛状
0
[S0]A
1 - i
镁踐餐石MgaLStOJ
1
1
1
L
双四注依
[ShO7Jf-
2 * 7 s
珪钙石Ca3[SbGT]
组爲状
1
严
1
三节环
[Sis C)j]e~
i
彥锥矿 BaTiESi3(\]
回节环
0() 丁
;>li3
斧石Ca Al (Fe,Mn)BO [Si O ](OH)
2 2 3412
1
1
1
J
六节环
SCh 严-
1
J
1
绿宝石 Bes Alo^Slj 0]? j
链狀
i
2
-r* kC
1 : 3
透辉石CsMgLShOj
2,3
双链
11
透坷石 C22Mg5[S^Ou]2(0H)s
层找
0
平面层
[SkO：0r-
4 = 10
滑石 Mg3CSuO：c：(OHj2
萸狀
4
骨架
csioa
1
1
1 2 9
石英so
[(ALSLJQ]"
JL j
钠长石乂［Al鴿01
•不同的结构在组成上得到反映，可以用 O/Si比值来表征。
•当O/Si=4时，［SiOq］完全孤立存在，通过其
他离子配位多面体连接形成硅酸盐晶体；
•随着O/Si下降，部分［SiCXJ之间直接连接， 亦即它们的连接程度增加，结构形式处于 岛状到架状之间的某种结构；
•当［SiOq］之间完全相互直接连接形成架状结 构时，O/Si=2o
•因此O/Si这个参数就决定了硅酸盐晶体中 ［SQ］之间的连接程度与结构类型。
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硅酸盐晶体中的硅氧四面体的结构类型
[SiO4]4-共 三个顶点相联， 可形成片状（层 状）结构，层与 层之间通过阳离 子约束,
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第二节硅酸盐晶体结构
* 一、岛状结构
* 1）岛状结构的特点
* 所谓岛状结构硅酸盐晶体是指结构中的硅 氧四面体以孤立状态存在O
•硅氧四面体之间没有共用的氧。
•硅氧四面体中的氧离子，除了和硅离子相连外, 剩下的一价将与其它金属阳离子相连。
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・2)镁橄榄石
镁橄榄石的化学
式为 M g2SiO4,
其晶体结构属于 正交晶系,空间群
为 Pbnm,
・(001)面投影图
0代表A层氧离子在25离度
•代表位于50高度的镁离子
O代表位于0高度的镂离子
ao=