架状结构硅酸盐晶体
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实验3 硅酸盐矿物的晶体结构一、实验目的:巩固硅酸盐矿物的晶体结构知识。
二、硅酸盐晶体结构概述硅酸盐晶体按结构中硅氧四面体的连接方式,可以分为岛状、组群状、链状、层状和架状五种。
1. 岛状结构岛状结构硅酸盐晶体中硅氧四面体以孤立形式存在,硅氧四面体之间没有共用的氧。
典型的矿物是镁橄榄石,其结构如图3-1所示。
镁橄榄石(Mg2SiO4)的晶体结构属正交晶系P bmm空间群,a0=0.476nm,b0=1.021nm,c0=0.598nm,Z=4。
镁橄榄石的结构中O2-近似于六方紧密堆积,Si4+充填在四面体空隙,Mg2+充填于八面体空隙,硅氧四面体之间由Mg2+按镁氧八面体的方式相连。
图3-1 镁橄榄石晶体理想结构图3-2 绿宝石的晶体结构2. 组群状结构组群状结构是指硅氧四面体以两个、三个、四个或六个,通过共用氧连成硅氧四面体群体,群体之间由其它阳离子按一定的配位形式将它们连接在一起。
典型的矿物是绿宝石,其晶体结构如图7-2所示。
绿宝石(Be3Al2[Si6O18])的晶体结构属于六方晶系P6/mcc空间群,a0=0.921nm,c0=0.917nm,Z=2。
绿宝石的基本结构单元是六个硅氧四面体形成的六节环,六节环之间由Al3+和Be2+相连。
六节环中的四面体有两个氧是共同的,它们与硅氧四面体中的S i4+处于同一高度。
图7-2中示出了八个这样的六节环,上面四个和下面四个错开30 排列,上下叠置的六节环内形成了一个巨大的通道,可以存在一些如K+、Cs+等大的阳离子以及H2O分子。
Al3+的配位数为6,形成Al-O八面体,Be2+的配位数为4,构成Be-O四面体。
3. 链状结构硅氧四面体可以由共用氧离子相连,在一维方向延伸成链状,链与链之间再通过其它阳离子按一定的配位关系连接而形成链状结构。
硅氧四面体的排列方式
硅酸盐晶体结构是按晶体中硅氧四面体在空间的排列方式为孤岛状、组群状、链状、层装和架状五类。
扩展资料:
硅酸盐的基本构造单元中Si和O组成的硅氧四面体[SiO4]4-,既可以孤立地被其他阳离子包围起来,也可以彼此以共角顶的方式连结形成各种形式的硅氧骨架与其他阳离子结合。
这种硅氧骨架主要有层状、架状和针状。
状硅氧骨架中,硅氧四面体分布在同一个平面内,彼此以三个角顶相连形成二维延展的平面层状。
层状硅酸盐类矿物填料主要有滑石粉、云母粉以及高岭土,其形貌如图1所示。
其中,滑石粉属于硅酸镁矿物,层状基本单元结构通过极弱的范德华力互相堆叠在一起,层间容易分离,赋予其一定的柔软度。