硅酸盐的结构和分类SilicateStructureandClassification

Posted 2022-11-07 硅酸盐

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所有硅酸盐矿物的基本构造单位是硅氧四面体，硅离子被四个氧离子围绕，氧离子在一个规则四面体的顶点上。硅氧键消耗正好等于氧离子成键能量的一半。而另一半对与其他硅离子成键是有用的。于是，硅氧四面体通过共顶点而连结起来。硅酸盐结构的多变性就是由于这种共有顶点而产生的。共有的氧离子，可以是一个、也可以是两个、三个或四个全部共有。下面的分类是以这种基本四面体群的单位组成方式为基础的。

　　1、孤立四面体群，岛状硅酸盐，硅氧四面体是孤立的，四面体是由其他的离子连在一起。Si∶O＝1∶4，正如，橄榄石的分子式（Mg1Fe）2SiO4所表示的那样。

　　2、双四面体群，即所谓焦硅酸盐，两个硅氧四面体靠共有一个氧而连结，有Si∶O＝2∶7，如，异极矿，分子式是Zn4（Si2O7）（OH）2·H2O就是其中的一种。

　　3、环状结构，即环状硅酸盐，有三元、四元、六元环，是三个、四个、六个四面体组成的封闭的环形。在各种环中，每个四面体有两个氧离子为相邻的四面体所公有。结果Si∶O＝1∶3。六元环的代表矿物Be2Al2Si6O18。

　　4、链状结构，即链状硅酸盐，由硅氧四面体连结起来，形成无限延长的链有两种类型。其一是单链，每个四面体中有两个氧离子被共用，产生Si∶O＝1∶3，另一种是双链，半数的四面体共用两个氧离子，另外半数的四面体共用三个氧离子，Si∶O＝4∶11。单链出现在辉石里，顽火辉石Mg2（Si2O6）就是一例，双链的是角闪石，透闪石Ca2Mg5（Si8O22）（OH）2是一个例子。

　　5、层状结构，即层状硅酸盐，每个四面体有三个氧离子共用，形成一个无限扩展的层，有Si∶O＝2∶5。这种层是控制云母结构特征的因素。有很多层状硅酸盐，都以有一组完全平行这个层面的解理为特征。滑石Mg3［Si4O10］（OH）2是一个典型例子。

　　6、三维架状，即架状硅酸盐，每个四面体的四个氧离子都和其他四面体共用，于是Si∶O＝1∶2，这就是石英和其他二氧化硅的结构。

　　但是，对不是二氧化硅的矿物来说，这种三维架状骨架是一个基础结构。铝可以代替一个或一个以上的硅。当这个代替发生后，其他的离子能够并且必然进入这个结构，致使电性保持中和，在主要的长石矿物族中就是这样。

　　例如，正长石KAlSi3O8，铝代替四分之一的硅，这种负电的不平衡是由正电的钾离子存在来补偿的。