矽酸鹽
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所謂矽酸鹽指的是矽、氧與其它化學元素(主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結合而成的化合物的總稱。它在地殼中分布極廣,是構成多數岩石(如花崗岩)和土壤的主要成分。由於其結構上的特點,種類繁多(矽酸鹽礦物的基本結構是矽――氧四面體;在這種四面體內,矽原子佔據中心,四個氧原子佔據四角。這些四面體,依著四面體,依著不同的配合,形成了各類的矽酸鹽)。
它們大多數熔點高,化學性質穩定,是矽酸鹽工業的主要原料。矽酸鹽製品和材料廣泛應用於各種工業、科學研究及日常生活中。
化學性質
化學上,指由矽和氧組成的化合物(SixOy),有時亦包括一或多種金屬和或氫。它亦用以表示由二氧化矽或矽酸產生的鹽。能與酸反應生成矽酸固體。
在普通情況下,最穩定的矽酸鹽是二氧化矽(SiO2)--俗稱石英,和類似的化合物。二氧化矽經常有微量的矽酸(H4SiO4)處於平衡狀態。化學家認為石英是不可溶解的,但在長時間尺度下,它是可以流動的。此外,在鹼性條件下,會出現H2SiO42-。大部分矽酸鹽都是不可溶解的。
矽酸鹽礦物的特徵是它們的正四面體結構,有時這些正四面體以鏈狀、雙鏈狀、片狀、三維架狀方式連結起來。按正四面體聚合的程度,矽酸鹽再細分為:島狀矽酸鹽類、環狀矽酸鹽類等。
在地質學和天文學上,矽酸鹽指一種由矽和氧組成的岩石(通常為SiO2或SiO4),有時亦包括一或多種金屬和或氫。此類岩石包括花崗岩及輝長岩等。地球及其他類地行星的大部分地殼均以矽酸鹽組成。
矽酸鹽的常見化合物
例如:矽酸鈉:Na2O.SiO2
石棉:CaO.3MgO.4SiO2
長石:K2O.Al2O3.6SiO2
普通玻璃的大致組成:Na2O.CaO.6SiO2
水泥的主要成分:3CaO.SiO2,2CaO.SiO2,3CaO.Al2O3
黏土的主要成分:Al2O3.2SiO2.2H2O
礦物學上,矽酸鹽礦物按其分子結構分為以下類別:
橄欖石 (單正四面體) - 島狀矽酸鹽類
綠簾石 (double tetrahedra) - 對狀矽酸鹽類
電力石 (rings of tetrahedra) - 環狀矽酸鹽類
輝石 (single chain) - 鏈狀矽酸鹽類
角閃石 (double chain) - 鏈狀矽酸鹽類
雲母和白土 (sheet) - 片狀矽酸鹽類
長石 (framework) - 架狀矽酸鹽類
石英 (SiO2 framework) - 架狀矽酸鹽類
天然矽酸鹽
自然界存在的各種天然矽酸鹽礦物約佔地殼質量的95%
矽酸鹽礦的複雜性在其陰離子,而陰離子的基本結構單元和二氧化矽一樣,是矽氧四面體。矽氧四面體通過以下幾種方式組成了各種不同的矽酸根陰離子
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