Алюмосиликаты
Автор Полина фейгина задал вопрос в разделе Прочие тенденции стиля жизни
что такое алюмосиликаты и получил лучший ответ
Ответ от Ирина[гуру]
АЛЮМОСИЛИКАТЫ – природные и синтетические силикаты, содержащие в составе сложных анионов атомы алюминия и кремния.
АЛЮМОСИЛИКАТЫ, группа прир. и синтетич. силикатов, содержащих в составе комплексных анионов А1 и Si. Типичные примеры комплексных анионов - [AlSiO4]-, [AlSi2O6]-, [AlSi4O10]-, [Al2Si3O10]2-. Частичное замещение в силикатах атомов Si на атомы А1 создает вследствие их различных валентностей избыточный отрицательный заряд, компенсируемый внедрением в кристаллическую решетку А. катионов Na+, K+, Mg2+ или Са2+, реже Ва2+ и Li+ .
А. распространены в природе и составляют до 50% массы земной коры. К ним, в первую очередь, относятся: полевые шпаты, напр. ортоклаз K[AlSi3O8], альбит Na[AlSi3O8], анортит Ca[Al2Si2O8]; глинистые минералы (см. Глины) ; слюды, напр. мусковит KAl2[AlSi3O10](OH)2; нефелин Na[AlSiO4] и др.
А. прир. происхождения, не содержащие кристаллизационной воды и групп ОН, - тугоплавкие, термически стойкие в-ва. Все А. не раств. в воде, разлагаются фтористоводородной к-той, расплавами щелочей и карбонатов щелочных металлов. Нек-рые А. медленно взаимод. с СО2 и водой, подвергаясь в прир. условиях выветриванию с образованием кварца и др. минералов.
Синтетич. А. получают гидротермальным синтезом, нагреванием А12О3 и SiO2 с оксидами металлов. Прир. А. - компоненты шихты в произ-ве керамики, стекла, цементов и др. ; слюды-электро- и теплоизоляционные материалы; нефелин-сырье для получения А1. Синтетич. А. образуют осн. кристаллич. фазу керамич. материалов; нек-рые из них, напр. цеолиты М2/n Al2O3*xSiO2*yH2O (n-степень окисления щелочного или щел. -зем. металла М) , - адсорбенты в хроматографии, а также при очистке, осушке и разделении газов, реагенты при умягчении воды, катализаторы, носители катализаторов и др.
Алюмосиликаты, алюмокремневые солеобразные соединения, к которым в природе относится группа широко распространённых минералов. В кристаллической структуре алюмосиликатов алюминий обладает, подобно кремнию, четверной тетраэдрической координацией (окружен четырьмя атомами кислорода) и даже кристалло-химически замещает кремний, т. е. химическая роль глинозёма близка (но не идентична) роли кремнезёма. Алюминий может входить в состав силикатов и обладать, подобно магнию и прочим типичным основаниям, шестерной (октаэдрической) координацией. В этом случае соответствующие соединения являются силикатами алюминия, например минералы топаз, пирофиллит и др. При замене в структурных анионных комплексах силикатов кремнекислородного радикала (SiO4)4- на (AlO4)5- возникают дополнительные отрицательные заряды, которые в алюмосиликатах компенсируются вхождением дополнительных катионов — обычно К, Na или двухвалентных Ca, Ba с большими радиусами ионов.
Среди минералов т. н. каркасные силикаты всегда являются алюмосиликатами. К ним относятся алюмосиликаты калия — ортоклаз и микроклин (KAISi3O8), алюмосиликаты натрия — альбит (NaAlSi3O8), алюмосиликаты кальция — анортит (CaAlSi2O8) и др. Способность взаимозамещения групп NaSi на CaAl создаёт наличие ряда соединений типа твёрдых растворов с неограниченной смесимостью, называемых плагиоклазами. К алюмосиликатам относятся также нефелин KNa3[AISiO4]4, лейцит К [AlSi2O6], группа скаполитов, цеолиты и др. Алюмосиликаты распространены также среди силикатов слоистой структуры, где к ним относятся минералы группы слюд — мусковит KAl2•[AISi3O10]•(ОН) 2 и др. ; группы хрупких слюд, например Маргарит CaAl2[Al2Si2O10](OH)2; группы хлоритов, например амезит (Mg,Fe)4Al2[Al2Si2O10](OH)8, и др. Среди других структурно-химических типов силикатных минералов алюмосиликаты встречаются значительно реже (из силикатов ленточной структуры — роговая обманка, цепочечной — авгит, островной — кордиерит) . Разрушение алюмосиликатов на поверхности Земли приводит к образованию минералов глин, реже гидрослюд, бокситов. Термин «алюмосиликаты» введён в минералогию русским учёным академиком В. И. Вернадским, впервые указавшим на аналогичную роль Al и Si при геохимических процессах и в составе природных соединений, что послужило основой созданной им алюмокислотной теории строения силикатов.
Алюмосиликаты искусственные получают синтетическим путём. Наибольшее практическое значение имеют искусственные алюмосиликаты типа природных минералов цеолитов — т. н. молекулярные сита и пермутиты. Методы синтетического получения алюмосиликатов имитируют природные геохимические процессы, протекающие в среде перегретых водных растворов под давлением. Молекулярные сита получают в автоклавах в интервале температур 60—450 °С. Исходным материалом служат раствор алюмината натрия Na[AI(OH)4] и водная суспензия кремниевой кислоты nSiO2•mH2O с некоторой добавкой щёлочи. Получаемый из смеси алюмосиликатный гель промывают и сушат при температуре, близкой к 100°С. Молекулярные сита получают также рекристаллизацией некоторых минералов в концентрированных растворах солей. Пермутиты могут быть получены спеканием каолина Al4[Si4O10](OH)8 или полевого шпата KAISi3O8 с кварцем a-SiO2 и содой Na2CO3 при 1000°С и др. способами. Искусственные алюмосиликаты применяются в химической промышленности и др. отраслях, особенно широко — искусственные молекулярные сита, для процессов глубокой осушки, тонкой очистки и разделения газов, в хроматографическом анализе газов и жидкостей. Пермутиты служат главным образом для уменьшения жёсткости воды