title-icon
Яндекс.Метрика
» » Подкласс силикатов с непрерывными слоями тетраэдров (слоистые диметасиликаты)

Подкласс силикатов с непрерывными слоями тетраэдров (слоистые диметасиликаты)

В основе структуры диметасиликатов слоистого строения находятся кремнекислородные листы (рис. 250), состоящие из кремнекислородных тетраэдров. Все тетраэдры (в одном таком листе) повернуты в одну сторону (вдоль оси с), и на каждую пару атомов Si приходится по три кислорода в слое с основаниями тетраэдров и лишь два кислорода в слое, где размещены вершины тетраэдров. Во втором слое, где расположены вершины тетраэдров, на каждые два кислорода приходится одна гидроксильная группа или один ион фтора. Таким образом, анионная часть диметасиликата будет [Si2O5](OH). Она образует шестерные кольца, составляющие кремнекислородные листы. Добавочный гидроксил или фтор размещаются в слоистых силикатах по одному на кольцо, а иногда образуют слои, находящиеся между листами [Si2O5](OH). Кольца [Si2O5] связаны в листы валентными ионами О2-, отдельные листы соединяются с помощью катионов, главными среди которых являются Mg, Al и Fe и образуют пакеты. В радикале [Si2O5] нередко около половины атомов кремния замещается алюминием, и тогда радикал приобретает вид [(Si, Аl)4О10]. Минералы с таким радикалом относятся к алюмосиликатам. Электростатическое равновесие достигается при этом появлением в структуре добавочного иона (чаще всего калия), с помощью которого пакеты объединяются в общую структуру кристалла. При отсутствии замены Si—Al пакеты связываются между собой за счет остаточных (ван-дер-ваальсовских) сил. Структуру слоистых минералов можно с определенным допущением рассматривать как плотнейшую упаковку ионов кислорода и гидроксильных групп (рис. 251), в которой катионы размещены в тетраэдрических и октаэдрических пустотах между анионами. При этом обнаруживается чередование тетраэдрических (кремнекислородных и алюмокремнекислородных) и октаэдрических (с магнием, алюминием, железом) слоев (рис. 252), образующих пакеты — комплексы с частичной или полной нейтрализацией электростатических сил связи. Пакеты могут быть двух типов — двухслойные и трехслойные (рис. 253). В двухслойном пакете попарно связаны друг с другом тетраэдрические и октаэдрические слои. Часть свободных зарядов тетраэдрического слоя нейтрализуется водородом гидроксила. В трехслойном пакете два тетраэдрических слоя связаны с одним октаэдрическим, находящимся между ними. Однако, кроме этих двух основных типов чередования тетраэдрических и октаэдрических слоев, известен также третий, когда с трехслойным пакетом чередуется октаэдрический слой; тогда отношение тетраэдрических слоев к октаэдрическим будет 2 : 2. Очень важным является характер заполнения катионами октаэдрического слоя, который может быть построен по двум мотивам — бруситовому и гидрар-гиллитовому (см. рис. 252), т. е. по типам, наблюдающимся в брусите — Mg(OH)2 (этот тип называют еще триоктаэдрическим) и гидраргиллите — Al(OH)3 (этот тип называют еще диоктаэдрическим). В природе бруситовый мотив в чистом виде почти не встречается и обычно мы имеем дело с гидраргиллитовыми гидраргиллитовобруситовым мотивами. В отдельных разностях слоистых силикатов пакеты соединяются между собой с помощью слабых остаточных сил, вследствие чего эти разности очень склонны к образованию тонкодисперсных агрегатов. Некоторые минералы легко адсорбируют воду и другие соединения, в результате чего структура набухает вдоль вертикальной оси и длина ячейки в этом направлении увеличивается. В последнее время в связи с изучением тонкодисперсных слоистых силикатов установлено широкое развитие так называемых смешанно-слоистых образований. Пример их приведен на рисунке 254.

Подкласс силикатов с непрерывными слоями тетраэдров (слоистые диметасиликаты)

Слоистая структура рассматриваемых силикатов находит свое отражение в весьма совершенной спайности, проходящей параллельно плоскостям плоских сеток. Минералы, относящиеся к описываемому подклассу, по своим физическим свойствам близки к ленточным метасиликатам с радикалами [Si4O11]6-; однако в том случае, когда в этих минералах присутствуют добавочные гидроксилы, плотность и показатель преломления их оказываются значительно меньшими. В оптическом отношении эти минералы могут быть отрицательными (с малым углом оптических осей и высоким двупреломлением) и положительными (с низким двупреломлением). Между содержанием (ОН) и показателем преломления наблюдается обратная зависимость: с увеличением содержания (ОН) показатель преломления понижается. Точно так же повышается дву преломление в силикатах с низким содержанием (ОН). Отдача гидроксила в разных силикатах разная. Силикаты алюминия легче отдают его, чем силикаты магния. Если гидроксил связан в тетраэдрах в шестерные кольца, то температура выделения гидроксила повышается до 900° С; если (ОН) много и гидроксил расположен не внутри колец, температура выделения его близка к 500° С. Минералы слоистой структуры характеризуются светлыми оттенками цветов, однако часто имеют четко выраженный плеохроизм. В силикатах без калиевой прокладки твердость минералов очень низка (так, твердость талька равна 1), калий же увеличивает их твердость (твердость биотита 2—3). При разложении кислотами минералы слоистого строения не выделяют студенистого кремнезема. Образуются они обычно при средних и низких температурах и часто встречаются в коллоидных образованиях.