文档介绍：第二章晶体结构
结晶学基础知识
晶体化学基本原理
无机非金属单质晶体结构
无机化合物晶体结构
硅酸盐晶体结构
硅酸盐晶体结构
硅 %
地壳中:铝 wt%
氧 %
优势矿物:硅酸盐铝硅酸盐
基本结构单元构造
基本结构单元之间连接
结构和性质上特征等
一、硅酸盐晶体组成表征、结构特点及分类
硅酸盐晶体化学组成复杂,常采用两种方法表征:
氧化物表示法
无机络盐表示法(结构式)
氧化物表示法:按一定比例和顺序写出构成硅酸盐晶体所有氧化物,先1价碱金属氧化物,其次2价、3价金属氧化物,最后SiO2。
如,钾长石化学式: K2O·Al2O3·6SiO2;
无机络盐表示法:按一定比例和顺序全部写出构成硅酸盐晶体所有离子,再用[ ]将相关络阴离子括起,先是1价、2价金属离子,其次Al3+和Si4+,最后O2-或OH-。
如,钾长石:K[AlSi3O8]。
基本结构单元:[SiO4]四面体。Si-O-Si键为夹角不等折线,一般145o左右;
[SiO4] 每个顶点,即O2-最多为两个[SiO4] 所共用;
两相邻[SiO4] 之间只能共顶而不能共棱或共面连接;
[SiO4] 中心Si4+可部分被Al3+ 所取代。
硅酸盐晶体结构特点:
以不同Si/O比对应基本结构单元[SiO4] 之间不同结合方式,分为五种方式:
岛状组群状链状层状架状
对应Si/O由1/4→1/2,结构趋于复杂。
硅酸盐晶体分类方法:
二、岛状结构
[SiO4] 以孤岛状存在,各顶点之间互不连接,每个O2-一侧与1个Si4+连接,另一侧与其它金属离子相配位使电价平衡。结构中Si/O比为1:4。
有:锆石英Zr[SiO4]、镁橄榄石Mg2[SiO4]、蓝晶石Al2O3·SiO2、莫来石3Al2O3·2SiO2以及水泥熟料中-C2S、-C2S和C3S等。
镁橄榄石Mg2[SiO4]结构
属斜方晶系,空间群Pbnm
晶胞参数 a=,b=,c=
晶胞分子数 Z=4
O2-近似于六方最紧密堆积排列(即ABAB……层序堆积),Si4+填充1/8四面体空隙;Mg2+填充1/2八面体空隙
每个[SiO4] 被[MgO6] 隔开,呈孤岛状分布
镁橄榄石晶体结构(1)
(a)(100)面上的投影图
(b)(001)面上的投影图
(c)
立体
侧视图