Зміст
Введення
1. Становлення науки просилікату
2. Крісталлохимічеськаясистематика силікатів
3. Процеси освітисилікатів в земній корі
4. Яскраві представникигрупи силікатів
5. Застосування та штучнепоходження силікатів
Висновок
Список використовуваноїлітератури
Введення
Силікати і алюмосилікатиявляють собою велику групу мінералів. Для них характерний складнийхімічний склад і ізоморфні заміщення одних елементів і комплексів елементівіншими. Головними хімічними елементами, що входять до складу силікатів,є O, Si, Al, Fe 2 + , Fe 3 + , Mg, Mn, Ca, Na, K, атакож Li, B, Be, Zr, Ti, F, H, у вигляді (OH) 1 - або H 2 O іін
Загальнекількість мінеральних видів силікатів близько 800. За поширеністю на їхчастку припадає понад 90% мінералів літосфери. Силікати і алюмосилікатиє породоутворюючий мінералами. З них складена основна маса гірськихпорід: польові шпати, кварц, слюди, рогові обманки, піроксени, олівін і інНайпоширенішими є мінерали групи польові шпати і потім кварц,на частку якого припадає близько 12% від усіх мінералів.
1. Становленнянауки про силікату
Хочаісторія розвитку людського суспільства тісно переплетена з використаннямсилікатів як природного, так і штучного походження, науковий підхід довивчення цих сполук сформувався відносно пізно - в кінці XVIII - початкуXIX сторіччя разом зі становленням хімічної науки. Це пояснюється іспецифічними особливостями силікатів: складністю будови, варіаціямихімічного складу, нерастворимостью і хімічної пасивністю, здатністю допереходу в нестабільні стану і високою температурою плавлення.
Першоїнауковою теорією по систематиці силікатів була так звана полікремневаятеорія силікатів, яка впродовж тривалого часу (кінець першоїполовини XIX - 20-ті роки XX століття) відігравала важливу роль у хімії силікатів.Відповідно до цієї теорії, силікати розглядалися як солі кремнієвих кислот загальноїформули nSiO2 "mH2O (n, m - цілі числа). Значенням n> 1відповідали полікремневие кислоти. Найпростішими представниками кремнієвихкислот є метакремневая H2SiO3 (n = 1, m = 1), ортокремневая Н4SiO4 (n =1, m = 2), двуметакремневая H2Si2O5 (n = 2, m = 1), пірокремневая H6Si2O7 (n =2, m = 3). Солі цих кислот отримали назви мета-, двумета-, орто-іпіросілікатов відповідно. Для простих силікатів такі назви загальноприйнятіі в даний час. Неможливість виділення кремнієвих кислот в чистому виглядічерез їх колоїдного характеру залишала відкритим питання про солеобразние природісилікатів. Більш того, різноманіття силікатів не вкладалося в рамки цієїтеорії. Наприклад, мінерали жадєїта NaAlSi2O6 і лейцита KAlSi2O6 відносяться,здавалося б, до солей метакремнієвої кислоти, але за своїми властивостями сильновідрізняються один від одного. У наведеному випадку полікремневая теорія не змогладати відповідь про зв'язок між хімічним складом силікатних сполук і їхбудовою, що є основним завданням будь систематики. Однак приформуванні полікремневой теорії була висловлена ​​геніальна здогадка прополімеризації атомів кремнію через атоми кисню.
Всвоїх працях, присвячених природі силікатів, Д.І. Менделєєв вказував напротиріччя полікремневой теорії. Він висловив ідею про ізоморфні заміщення всилікату не тільки оксидів однакового типу, але і різних, таких, як SiO2 іAl2O3. Це наводило на думку про подібність і хімічних властивостей цих оксидів.Далі на підставі досить широкої варіації співвідношень між основними ікислотними оксидами в силікатах Д.І. Менделєєв відзначав, що не можнапояснити все різноманіття силікатів тільки існуванням полімерних формкремнієвих кислот. На його думку, силікати являють собою не солі, а В«невизначеніз'єднання В», такі, наприклад, як сплави, але не простих тіл, а близьких за своїмивластивостям оксидів. Д.І. Менделєєв пояснював особливості силікатних В«невизначенихз'єднань В»не існуванням різних видів полікремневих кислот, аполімеризацією більшості сполук кремнію. Вчення Д.І. Менделєєвавідіграло велику роль у подальшому розумінні природи силікатів. В кінці XIX століттяхімічні методи дослідження (аналітичні і синтетичні) вичерпали своїможливості в пізнанні силікатів. Дослідники почали шукати нові шляхивирішення проблем силікатів. Найбільш значні результати були досягнуті вфізико-хімічному та геохімічному напрямках.
Методфізико-хімічного аналізу, створений Н.С. Курнаковим в 20-ті роки XXсторіччя, являє собою синтез ідей хімічної термодинаміки і топології.У рамках цього методу найбільш інформативним виявилося розгляд діаграмитемпература-склад (діаграма стану). Діаграми стану дозволяють судитипро температурно-концентраційних інтервалах існування кристалічних ірідких силікатів, їх перетвореннях (плавлення, кристалізація, розкладання абоз'єднання). Результати численних досліджень діаграм стану(Бінарних, потрійних і більш компонентних систем) узагальнюються у відповіднихдовідниках, в комп'ютерних банках даних, монографіях і навчальних посібниках.Особливий інтерес діаграми стану представляють для розуміння процесівмінералообразованія, в матеріалознавстві і технології силікатів. В данийчас використання термодинамічного методу дозволяє коректувати експериментальноотримані діаграми стану, пророкувати діаграми стану невивченихсистем, судити про можливості протікання тих чи інших процесів перетвореньсилікатів, розраховувати енергоємність цих процесів, порівнювати стійкістьутворилися з'єднань по відношенню до розпаду на довколишні по діаграмістану. Ці висновки робляться як на базі експериментальних даних, так і здопомогою різноманітних модельних уявлень. У цій області автором і йогоспівробітниками отримані цікаві результати, що стосуються стійкості силікатнихз'єднань, визначення областей кристалізації з розплавів тих чи іншихсилікатів.
Виднимпредставником геохімічного напрямку є В.І. Вернадський,який цікавився саме будовою силікатів. Він створив свою теоріюбудови алюмосилікатів (1891-1937 роки). В.І. Вернадський так само, як і Д.І. Менделєєв,говорив про близькість хімічних функцій SiO2 і Al2O3 і відкидав думку про те, щоалюмосилікати є солі кремнієвих кислот. На його думку, алюмосилікатиє похідними складних алюмосилікатних радикалів, В«каолінових ядерВ».Гіпотеза про В«каолінових ядріВ» як про замкнутої угрупованні атомів Si, Al і Oвиявилася актуальною при розшифровці структури польових шпатів.
2.Крісталлохимічеськая систематика силікатів
За хім.природі С. і в особливості С. складного складу і будови (в т.ч. цементнігідросилікати, цеоліти, С. з додатковими аніонами і комплексними катіонами)відносяться до типових гетеродесміч. сполукам, в яких брало реалізуютьсяодночасно разл. типи хім. зв'язку-іонна, ковалентний, іонно-ковалентний,координаційна, воднева та ін багатоцентрові зв'язку.
Структурнакласифікація С. базується на рентгено-структурних розшифровках кристалічні.будови найважливіших породоутворюючих силікатних мінералів (преім. з дрібними катіонамиBe, Mg, Al, Zn, Fe, почасти Na і К), виконаних починаючи з кін. 20-х рр.. У. Брегг,Л. Полін-гом, Нара Сабо. В основу структурної систематики С. (Брегг, Ф. Махачкі)було покладено будова аніонних угруповань-спосіб зчленування між собоюелементарних ланок-правильних кремнекислородних тетраедрів (рис. 1)в аніонні радикали кінцевих розмірів або ж в нескінченні одно-, двох-ітривимірні угруповання. З 1950 в рентгеноструктурних дослідженнях переважно. школиН.В. Бєлова були розшифровані мн. крісталліч. структури С. і їх неорг.аналогів з великими катіонами Na, К, Са, Ва, РЗЕ і ін В основі систематикикремнекислородних угруповань по Брегг лежить розмірне відповідність ребертетраедрів SiO 4 і октаедрів MgO 6 . За Бєлову для кристалохіміїС. характерно стеріч. відповідність ребра октаедра СаО 6 з відстаннюміж вершинами діорто-групи. Це наиб.наочно ілюструється зчленуванням кремнекислородни...
