词条 | 硅酸盐晶体化学 |
释义 | guisuanyan jingti huaxue 硅酸盐晶体化学(卷名:化学) crystal chemistry of silicates 研究硅酸盐晶体结构的化学分支学科。对比作出重要贡献的有W.L.布喇格和L.C.鲍林,鲍林总结了离子晶体的五个规则(见鲍林规则),对研究硅酸盐的结构有重要的指导意义。 分析硅酸盐的结构,首先要注意硅氧两种主要成分。根据鲍林规则的第一规则,硅氧离子半径比 ![]() ![]() 在架型骨干中每个O2-均为两个四面体所公用,每个Si只分摊到4×1/2=2个氧,因此,硅-氧比为1:2。在单链型和环型骨干中每个四面体有2个顶点为公用,另2个为非公用,每个Si分摊到2×1+2×1/2=3个氧。在层型骨干中每个四面体有三个顶点公用,每个Si分摊到3×1/2+1=5/2个氧,故硅-氧比为2:5。骨干类型与骨干内硅-氧比间的联系是很重要的。 表2内硅(铝)酸盐中骨架外的阳离子一般均以离子键与硅(铝)-氧四面体中未公用的顶点O2-相连接,绿柱石中的Al3+与Be2+分别处于O2-所组成的八面体与四面体空隙中,配位数分别为6和4(图1)。 ![]() ![]() 天然的架型硅铝酸盐,除长石类外,还有群青类、沸石类等比长石更为空旷的架型结构。有些天然沸石可用作催化剂的载体。沸石分子筛是一种天然或人工合成的泡沸石型水合铝硅酸盐晶体。迄今为止,人工合成的分子筛有A型、X型、Y型和丝光沸石型等类,它们的化学通式可由下式表示: ![]() 分子筛的主要特色在于它具有孔穴或笼状结构。硅(铝)氧四面体通过公用顶点可以形成环或窗口。例如,由六个四面体组成的环可用正六角形表示(角顶为硅,氧则在每个边的中心附近),成为六元环窗口。在A型分子筛结构图(图2) ![]() A型分子筛经加热后可将水分完全脱除,脱水后每克分子筛约有 0.28厘米3的孔穴体积,其内表面积也很大。A型分子筛的有效孔径随骨架外的金属离子而异,当全为Na+时,窗口有效孔径约为4埃,称4埃型分子筛。用K+取代Na+,则有效孔径变小,成为3埃型分子筛。当Na+有约75%被Ca2+取代时,则为5埃型分子筛。经离子交换后,不同孔径的分子筛有不同的用途,如3埃分子筛可用于丙烯单体的深度脱水,可使水分降至10微克,5埃型分子筛则可用于石油脱蜡以提高油品质量。 |
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