Силикаты

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)
Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: