Московский Государственный Горный Университет.

Факультет ГЭМ.

Группа ГМО-4-93.

Орлов Александр.

1994 г.


РЕФЕРАТ ПО ХИМИИ.

ТЕМА "СИЛИКАТЫ"


Природные силикаты образовались в основном из расплавленной

магмы. Предпологается, что при затвердевании магмы из нее

сначала выкристаллизовывались силикаты, более бедные кремнеземом

-ортосиликаты,затем после израсходования катионов выделялись

силикаты с высоким содержанием кремнезема - полевые шпаты, слюды

и, наконец, чистый кремнезем.

Силикаты - сложные кремнекислородные соединения в виде минералов

и горных пород, занимают определяющее место в составе земной

коры (80% по В.И.Вернадскому). А если добавить природный оксид

кремния - кварц, то кремнекислородные соединения образуют более

90% массы земной коры и практически полностью слагают объем

Земли. Силикатные минералы являются породообразующими: такие

горные породы, как гранит, базальт, кварцит, песчаник, полевой

шрат, глина, слюда и другие, сложены силикатными и алюмо-

силикатными минералами. Абсолютное большинство силикатных

минералов является твердыми кристаллическими телами, и только

незначительное количество минералов находится в аморфном

состоянии (халцедон, опал, агат и др.)или в коллоидно-дисперсном

состоянии: глины, цеолиты, палыгорскит и др.

Каждый минерал, как извесно, обладает совокупностью физических и

химических свойств, которые всецело определяются его

кристаллической структурой и химическим составом.

Кристаллические структуры силикатов многообразны, но основу

их составляют комбинации атомов самых распространенных элементов

- Si (кремния) и O (кислорода).

Координатное число кремния 4. Таким образом, каждый атом

кремния находится в окружении четырех атомов кислорода. Если

соединить центры атомов кислорода, то образуется пространствен-

ная кристалическая структура - тетраэдр, в центре которого

находится атом кремния, соединенный с четырьмя атомами кислорода

в вершинах. Такая группировка называется кремнекислородным

радикалом [SiO ] . Химическая связь Si - O - Si называется

силоксановой, природа связи - ковалентная, энергия связи Si - O

очень высока и равняется 445 кДж/моль.

Поскольку устойчивое координатное число кремния равно 4,

силикатные структуры полимерны. Они представлены различными

типами структур - островной, кольцевой, цепочечной или слоистой,

каркасной.

Состав и строение главных породообразующих минералов определяют

их свойства, а следовательно, и поведение в массивах горных

пород при различных механических, физических и физико-химческих

воздействиях в естественных условиях залегания и при проведении

горных работ. Таким образом, химия силикатов является одним из

главных моментов при проектировании и технологии проведения

горных работ. Кроме того, многочисленные силикатные минералы и

порды широко используются как сырьевые материалы в различных

технологических производствах, например, в высокотемпературных

процессах (обжиг, спекание, плавление)

при производстве:

1) цемента (глины, карбонаты, мергели);

2) глазурий, стекол (полевые шпаты, пегматиты, нефелины, и другие

щелочные, в том цисле литиевые алюмосиликаты,

циркон);

3) легких заполнителей и (вспучивающиеся при

термоизоляционных порошков обжиге вермикулиты,

перлиты и т.д.);

4) огнеупоров, керамических изделий (глины, каолины, силлиманиты,

циркон);

5) форстеритовых огнеупоров (дуниты, оливиновые минералы, тальк,

асбестовые отходы);

6) фарфора (глины, каолины и др.);

7) изоляторов (тальк);

8) каменных материалов (глины).


Группа силикатов используется без обжига в качестве:

1) адсорбентов для очистки газов и вод (бентонитовые глины, цеолиты);

2) компонента буровых растворов (бентонитовые высокодисперсные глины);

3) наполнителя при производстве бумаги, резины (каолины, тальк);

4) драгоценных камней (изумруд, топаз, цветные турмалины, хризотил,

голубые аквамарины и др.).

Силикатные руды и минералы используют для добычи металлов, их оксидов

и солей, а также для извлецения Zi (лепидолит, сподумен),

CS (поллуцит), Be (берилл) и получения Ni (ревдинкит, гарниерит и др.)

и Zr (циркон).


--T-------------T-------------T-------------------------------T-------------¬

¦ ¦ Tип ¦Силикатные ¦ Минералы ¦ ¦

¦N¦структуры ¦ группы +-------------------T-----------+ Свойства ¦

¦ ¦ ¦(радикалы) ¦ Формула ¦ Название ¦ ¦

+-+-------------+-------------+-------------------+-----------+-------------+

¦1¦Островной ¦[SiO ] ¦ Be [SiO ] ¦Фенакит ¦Характерны ¦

¦ ¦(ортосиликат)¦ ¦ Mg [SiO ] ¦Форстерит ¦высокие ¦

¦ ¦ ¦ ¦(Mg,Fe) [SiO ] ¦Оливин ¦температуры ¦

¦ ¦ ¦ ¦ Zr[SiO ] ¦Циркон ¦плавления, ¦

¦ ¦ +-------------+-------------------+-----------+значительная ¦

¦ ¦ ¦[SiO ] - ¦Al O[SiO ] ¦Дистен ¦плотность ¦

¦ ¦ ¦анионы (F ,O ¦CaTiO[SiO ] ¦Титанит ¦(выше3,2г/см)¦

¦ ¦ ¦OH )наряду ¦Al (OH,F )[SiO ] ¦Топаз ¦и частота, ¦

¦ ¦ ¦с катионами ¦3Mg [SiO ]Mg(OH,F) ¦Гумит ¦интенсивная ¦

¦ ¦ ¦металлов ¦ ¦ ¦окраска. ¦

+-+-------------+-------------+-------------------+-----------+-------------+

¦2¦Кольцеоб - ¦[Si O ] ¦Na Ca [Si O ] ¦ --- ¦Те же, что и ¦

¦ ¦разный ¦ ¦Ca (OH) [Si O ] ¦ --- ¦для островных¦

¦ ¦а)2 тетраэдра¦ ¦Sc [Si O ] ¦Тройтветит ¦структур ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ +-------------+-------------------+-----------+ ¦

¦ ¦б)3 тетраэдра¦[Si O ] ¦Сa [Si O ] ¦Волластонит¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦BaTi[Si O ] ¦Бенитоит ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦K Z [Si O ] ¦Вадеит ¦ ¦

¦ ¦ +-------------+-------------------+-----------+ ¦

¦ ¦в)4 тетраэдра¦[Si O ] ¦Ba (Ti,Nb)[Si O ] ¦Баотит ¦ ¦

¦ ¦ +-------------+-------------------+-----------+ ¦

¦ ¦г)6 тетраэдра¦[Si O ] ¦Al Be [Si O ] ¦Берилл ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦Cr [Si O ] 6H O ¦Диоптаз ¦ ¦

+-+-------------+-------------+-------------------+-----------+-------------+

¦3¦Листовой ¦[Si O ] ¦Mg [Si O ](OH) ¦Тальк ¦Малопрочные ¦

¦ ¦(слоистая ¦ ¦ L-¬ ¦хорошо рас- ¦

¦ ¦ решетка) ¦[Si O ] ¦Mg [Si O ](OH) Mg(OH)¦Антигорит¦щепляющиеся ¦

¦ ¦ ¦ ¦ --- ¦структуры с ¦

¦ ¦ ¦ ¦Al (OH) [Si O ] ¦Каолинит ¦совершенной ¦

¦ ¦ ¦ ¦KAl [AlSi O ](OH) ¦Мусковит ¦спайностью ¦

L-+-------------+-------------+-------------------+-----------+--------------

--T-------------T-------------T-------------------T-----------T-------------¬

¦4¦Цепочечный ¦[Si O ] ¦Mg [Si O ] ¦Энстатит ¦Невысокая t C¦

¦ ¦или ленточный¦(пироксены) ¦Ca(Mg,Fe,Al)[Si O ]¦Авгит ¦плавления, ¦

¦ ¦(бесконечные,¦ ¦Ca(Mg)[Si O ] ¦Диопсид ¦плотность ¦

¦ ¦одномерные ¦ ¦Li Al[Si O ] ¦Сподумен ¦(2,7 г/см ), ¦

¦ ¦или двухмер- ¦ ¦Na Al[Si O ] ¦Жадеит ¦низкая ¦

¦ ¦ные радикалы)+-------------+-------------------+-----------+твердость. ¦

¦ ¦ ¦[Si O ] ¦Ca Mg [Si O ] ¦Тремолит ¦ ¦

¦ ¦ ¦(амфиболы) ¦NaCa [Si O ] ¦Роговая ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦обманка ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦Mg [Si O ] 3Mg(OH) ¦Хризотил ¦ ¦

¦ ¦ +-------------+-------------------+-----------+-------------+

¦ ¦Цепочечные ¦[SiO ] ¦Ca,Mg[SiO ] ¦ --- ¦породо - ¦

¦ ¦метасиликаты ¦ ¦Mg[SiO ] ¦ --- ¦образующие ¦

¦ ¦ ¦ ¦LiAl[SiO ] ¦ --- ¦минералы ¦

+-+-------------+-------------+-------------------+-----------+-------------+

¦5¦Простран- ¦Бесконечные ¦SiO ¦ ¦Характерны ¦

¦ ¦ственный, ¦трехмерные ¦ ¦-кварц ¦небольшая ¦

¦ ¦каркасный ¦радикалы ¦ ¦ ¦плотность ¦

¦ ¦ ¦[SiO ] или ¦ ¦-тридимит, ¦и твердость, ¦

¦ ¦ ¦[Si O ] , ¦ ¦кристобалит¦светлая ¦

¦ ¦ ¦в том числе ¦Na[AlSiO ] ¦нефелин ¦окраска, ¦

¦ ¦ ¦ со +-------------------+-----------+сравнительно ¦

¦ ¦ ¦значительмым ¦К ркасные алюмо- ¦полевые ¦невысокие ¦


Случайные файлы

Файл
114603.rtf
116556.rtf
479.doc
41944.rtf
865-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.