[SiO4]四面体以共角顶的方式连接形成各种形式的单元,称为硅氧骨干,是硅酸盐晶体的重要结构。
阳离子主要为:
1)惰性气体型离子(最外层8个电子或2个电子,包括碱金属、碱土金属和一些非金属离子,易与氧 或卤族元素
以离子键结合形成含氧盐、氧化物和卤化物,称为“亲氧/亲岩/造岩元素”)
2)部分过渡型离子(最外层9~17个电子,位于惰性气体型离子和铜型离子之间。最外层电子数越接近8,越亲氧,易形成含氧盐和氧化物;越接近18,越亲硫,易形成硫化物及化合物)
不同硅氧骨干的结构特点:
1)岛状硅氧骨干:
a 分为独立的[SiO4]四面体、[Si2O7]双四面体
前者无惰性氧,后者有一个惰性氧
b 由于其活动度大,能够在结构中自由调整至阳离子达到或趋于最紧密堆积,但要求阳离子大小尺寸适合填充到
O2-堆积形成的八面体或四面体空隙中(橄榄石);若阳离子大小不合适,且相差太远,则会破坏02-的最紧密
堆积,但整个结构还是趋于最紧密堆积(石榴石)
c 结构主要取决于阳离子的配位情况
d 类质同象离子替代范围最广泛
e 最不易接纳附加阴离子和水
2)环状硅氧骨干:
a [SiO4]四面体以角顶连接形成封闭的环,可以有三环[Si3O9]、四环[Si4O12]、六环[Si6O18]和双环。每个
[SiO4]四面体至少要有2个惰性氧
b 环与环之间平行排列,尽可能排列得最紧密,但O2-不是最紧密堆积
d 类质同象离子替代较容易
阳离子主要为:
1)惰性气体型离子(最外层8个电子或2个电子,包括碱金属、碱土金属和一些非金属离子,易与氧 或卤族元素
以离子键结合形成含氧盐、氧化物和卤化物,称为“亲氧/亲岩/造岩元素”)
2)部分过渡型离子(最外层9~17个电子,位于惰性气体型离子和铜型离子之间。最外层电子数越接近8,越亲氧,易形成含氧盐和氧化物;越接近18,越亲硫,易形成硫化物及化合物)
不同硅氧骨干的结构特点:
1)岛状硅氧骨干:
a 分为独立的[SiO4]四面体、[Si2O7]双四面体
b 由于其活动度大,能够在结构中自由调整至阳离子达到或趋于最紧密堆积,但要求阳离子大小尺寸适合填充到
c 结构主要取决于阳离子的配位情况
d 类质同象离子替代范围最广泛
e 最不易接纳附加阴离子和水
2)环状硅氧骨干:
a [SiO4]四面体以角顶连接形成封闭的环,可以有三环[Si3O9]、四环[Si4O12]、六环[Si6O18]和双环。每个
b 环与环之间平行排列,尽可能排列得最紧密,但O2-不是最紧密堆积
d 类质同象离子替代较容易
